KR101097074B1 - Substrate polishing apparatus and substrate polishing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유리 기판을 장시간에 걸쳐 원활하게 연마할 수 있는 기판의 연마 장치를 제공한다. The present invention provides a substrate polishing apparatus capable of smoothly polishing a glass substrate for a long time.
본 발명은 흡착 시트와 비교하여 인장 방향의 강성이 높은 중간 시트를 막체와 흡착 시트 사이에 개재시켜 접착시킨다. 연마 중에 발생하는 연마 저항에 의해 막체는 인장 방향으로 신축하고, 막체의 신축 동작에 의해 중간 시트와 막체 사이에 박리가 생기는 경우가 있는데, 막체와 흡착 시트 사이에 중간 시트가 개재되어 있기 때문에, 유리 기판 (G) 의 흡착에 의해 신축이 제약된 흡착 시트와, 흡착 시트보다 인장 방향의 강성이 높은 중간 시트 사이에서는 중간 시트가 인장 방향으로 신축하지 않기 때문에 상대적인 어긋남이 발생하지 않게 되어, 흡착 시트가 중간 시트로부터 박리되어 말려 올라가는 것을 방지할 수 있다. In the present invention, an intermediate sheet having a higher rigidity in the tensile direction than the adsorption sheet is bonded between the membrane body and the adsorption sheet. Due to the polishing resistance generated during polishing, the film is stretched in the tensile direction and peeling may occur between the intermediate sheet and the film due to the expansion and contraction of the film, and the glass is interposed between the film and the adsorption sheet. Since the intermediate sheet is not stretched in the tensile direction between the adsorption sheet whose expansion and contraction is constrained by the adsorption of the substrate G, and the intermediate sheet having a higher rigidity in the tensile direction than the adsorption sheet, relative shifting does not occur. Peeling from an intermediate sheet can prevent it from rolling up.
기판 연마 장치 Substrate polishing apparatus
Description
본 발명은 기판의 연마 장치에 관련된 것으로서, 특히 유리 기판을 연마하여 플랫 패널 디스플레이 등에 사용하는 박판 유리 기판을 제조하기 위한 기판의 연마 장치 및 그 연마 장치를 사용한 기판의 연마 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the grinding | polishing apparatus of a board | substrate. Specifically, It is related with the grinding | polishing apparatus of the board | substrate for manufacturing the thin glass substrate used for a flat panel display etc. by grinding | polishing a glass substrate, and the grinding | polishing method of the board | substrate using the polishing apparatus.
액정 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이용 박판 유리 기판의 제조 방법의 하나로서, 플로트법이라는 성형법을 사용한 제조 방법이 알려져 있다. 이 제조 방법은 상기 플로트법에 의해 용융 유리를 판상으로 성형하고, 그 후 연마 장치에 의해 유리판 표면의 미소한 요철이나 기복을 연마하여 제거함으로써, 두께 0.5∼1.1㎜ 의 박판상으로 하는 방법이다. As one of the manufacturing methods of the thin glass substrate for flat panel displays, such as a liquid crystal display, the manufacturing method using the shaping | molding method called a float method is known. This manufacturing method is a method of forming a thin plate with a thickness of 0.5 to 1.1 mm by shaping the molten glass into a plate by the float method, and then polishing and removing minute unevenness and undulation of the surface of the glass plate by a polishing apparatus.
본원 출원인은 특허 문헌 1 에서, 특히 플랫 패널 디스플레이용 박판 유리 기판을 대상으로 하는 연마 장치를 제안하고 있다. 이 연마 장치는 기판을 흡착시켜 유지하는 흡착 시트가 부착된 막체와, 그 막체가 부착되는 캐리어 사이에 가압 유체를 공급하고, 흡착 시트에 흡착 유지된 기판을 가압 유체의 압력에 의해 연마 정반에 눌러 붙여 연마한다. The applicant of this application proposes the grinding | polishing apparatus which targets the thin glass substrate especially for flat panel displays in patent document 1. The polishing apparatus supplies a pressurized fluid between a film body having an adsorption sheet for adsorbing and holding a substrate and a carrier to which the film body is attached, and presses the substrate adsorbed and held on the adsorption sheet to the polishing surface by the pressure of the pressurized fluid. Paste and polish.
또한, 특허 문헌 1 에 개시된 막체는 기밀 유지층, 강도 유지층 및 평활층으 로 구성됨과 함께, 흡착 시트는 자기 흡착력을 갖는 다공질의 발포 폴리우레탄 시트에 의해 구성되어 있다. In addition, the membrane body disclosed in Patent Document 1 is composed of an airtight holding layer, a strength maintaining layer, and a smoothing layer, and the adsorption sheet is composed of a porous foamed polyurethane sheet having self adsorption force.
그러나, 특허 문헌 1 에 개시된 연마 장치에서는 기판의 연마 중에 흡착 시트가 막체로부터 박리되어 감겨 올라가 기판을 파손시키는 문제가 있었다. 연마 중에 발생하는 기판의 파손 원인에 대하여, 본원 출원인은 실기(實機)에 의한 시험에서 예의 해석한 결과, 이하의 사상에 의해 발생한다는 것을 알아냈다. However, in the polishing apparatus disclosed in Patent Document 1, there has been a problem that the adsorption sheet is peeled off and wound up from the film body during the polishing of the substrate to damage the substrate. As for the cause of breakage of the substrate generated during polishing, the applicant of the present application has found that it is caused by the following idea as a result of thorough analysis in a test by a practical machine.
즉, 막체는 기판의 연마 중에 기판과 연마 정반 사이에 생기는 연마 저항을 받는 관계에서 인장 방향 (신장 방향 : 면 방향) 의 힘을 연마 정반으로부터 받는다. 또한, 연마 중에는 캐리어 및 연마 정반이 회전하고 있기 때문에, 막체는 상기 힘에 의해 반복하여 인장 방향으로 신축되는 힘을 받아, 인장 방향으로 신축하게 된다.That is, the film body receives a force in the tensile direction (extension direction: plane direction) from the polishing plate in a relationship in which polishing resistance is generated between the substrate and the polishing plate during polishing of the substrate. In addition, since the carrier and the polishing plate rotate during the polishing, the film body is stretched in the tensile direction by the force repeatedly stretched in the tensile direction by the force.
여기에서, 막체에 접착되고, 그 막체보다 연질인 흡착 시트는 막체의 신축에 이어서 신축 동작을 하면 문제는 없다. 그러나, 흡착 시트에 기판이 흡착 유지되어 있기 때문에, 즉 흡착 시트의 신축 동작이 기판에 의해 제약받고 있기 때문에, 흡착 시트의 인장 방향의 신축이 제약된다. 이러한 현상에 의해, 신축하는 막체와 신축하지 않는 흡착 시트 사이에 상대적인 어긋남이 발생하여, 그 어긋남에 의해 흡착 시트의 주연부가 막체로부터 서서히 박리된다. 그리고, 그 박리된 부분이 커지면, 박리된 부분이 연마 중에 말려 올라간다. 이러한 문제는 기판의 파손을 초래하기 때문에, 보수가 필요해진다. Here, there is no problem if the adsorption sheet adhered to the membrane and softer than the membrane is stretched after the membrane. However, since the substrate is adsorbed and held on the adsorption sheet, that is, the expansion and contraction operation of the adsorption sheet is restricted by the substrate, the expansion and contraction in the tensile direction of the adsorption sheet is restricted. By this phenomenon, relative shift | offset | difference arises between a membrane body which expands and contracts and an adsorption | suction sheet which does not expand | stretch, and the peripheral part of an adsorption sheet peels slowly from a membrane body by this shift | offset | difference. And when the peeled part becomes large, the peeled part will curl up during grinding | polishing. Since this problem causes breakage of the substrate, maintenance is required.
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2004-122351호 [Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-122351
발명의 개시DISCLOSURE OF INVENTION
발명이 해결하고자 하는 과제Problems to be Solved by the Invention
본 발명은 상기와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 기판을 장시간에 걸쳐 원활히 연마 가공할 수 있는 기판의 연마 장치, 및 그 연마 장치를 사용한 기판의 연마 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. This invention is made | formed in view of the above problem, Comprising: It aims at providing the grinding | polishing apparatus of the board | substrate which can smoothly grind a board | substrate over a long time, and the grinding | polishing method of the board | substrate using the polishing apparatus.
과제를 해결하기 위한 수단Means to solve the problem
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판을 흡착 유지하는 흡착 시트가 부착된 막체와 그 막체가 부착되는 캐리어 사이에 가압 유체를 공급하고, 상기 흡착 시트에 흡착 유지된 기판을 상기 가압 유체의 압력에 의해 연마 정반에 눌러 붙여 연마하는 연마 장치에 있어서, 상기 막체와 상기 흡착 시트 사이에 중간 시트가 접착되어 있으며, 그 중간 시트의 인장 방향의 강성이, 상기 흡착 시트의 인장 방향의 강성보다 높은 것임을 특징으로 하는 기판의 연마 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is to supply a pressurized fluid between the membrane body with the adsorption sheet attached to the substrate and the carrier to which the membrane body is attached, and the substrate adsorbed and held on the adsorption sheet is In a polishing apparatus for pressing and polishing a polishing plate by pressure, an intermediate sheet is bonded between the film body and the adsorption sheet, and the rigidity of the intermediate sheet in the tensile direction is higher than the rigidity of the tensile direction of the adsorption sheet. It provides a polishing apparatus for a substrate, characterized in that.
본 발명에서는 막체와 흡착 시트 사이에 중간 시트가 접착되어 있다. 이 때문에, 연마 저항에 의한 막체의 인장 방향의 신축 동작에 의해 중간 시트와 막체 사이에 박리가 생기는 경우가 있는데, 중간 시트와 흡착 시트 사이에서는 상대적인 어긋남은 발생하지 않는다. 왜냐하면, 흡착 시트는 기판의 흡착에 의해 신축이 제약받고 있으며, 중간 시트는 흡착 시트보다 인장 방향의 강성이 높아 인장 방향으로 신축하지 않기 때문이다. 그 결과, 흡착 시트가 중간 시트로부터 박리되지 않게 되어, 흡착 시트가 박리되어 말려 올라가는 것을 방지할 수 있다. In the present invention, the intermediate sheet is bonded between the membrane body and the adsorption sheet. For this reason, although peeling may occur between the intermediate | middle sheet and a film | membrane by the extension | stretching operation | movement of the tension | pulling direction of a film | membrane body by polishing resistance, a relative shift | offset | difference does not arise between an intermediate | middle sheet and an adsorption sheet. This is because the expansion and contraction of the adsorption sheet is restricted by the adsorption of the substrate, and the intermediate sheet has a higher rigidity in the tensile direction than the adsorption sheet and does not stretch in the tensile direction. As a result, the adsorption sheet does not peel off from the intermediate sheet, and the adsorption sheet can be prevented from being peeled off and curled up.
본 발명의 바람직한 실시형태에서는 상기 흡착 시트가 발포 폴리우레탄으로 이루어지고, 상기 중간 시트가 폴리카보네이트, 아크릴, 알루미늄, 스테인리스, 유리, 또는 탄소 섬유 강화 플라스틱 (CFRP : Carbon Fiber Reinforced Plastics) 으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 이들 재료에 의해 중간 시트를 제조함으로써, 기판의 연마 중에 있어서 인장 방향으로 신축하지 않는 강성이 높은 중간 시트를 제공할 수 있다. 상기 중간 시트는 폴리카보네이트로 이루어지는 것이라면 보다 바람직하다. In a preferred embodiment of the present invention, the adsorbent sheet is made of foamed polyurethane, and the intermediate sheet is made of polycarbonate, acrylic, aluminum, stainless steel, glass, or carbon fiber reinforced plastics (CFRP). Can be. By manufacturing the intermediate sheet from these materials, it is possible to provide an intermediate sheet having a high rigidity that does not stretch in the tensile direction during polishing of the substrate. It is more preferable if the said intermediate sheet consists of polycarbonate.
또한, 이들 재료 외에, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), 섬유 강화 플라스틱 (FRP : Fiber Reinforced Plastics) 도 예시할 수 있다. In addition to these materials, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) and Fiber Reinforced Plastics (FRP) can also be exemplified.
또한, 본 발명은 상기의 연마 장치를 사용하여 기판을 연마하는 것을 특징으로 하는 기판의 연마 방법을 제공한다. The present invention also provides a method of polishing a substrate, wherein the substrate is polished using the polishing apparatus described above.
발명의 효과Effects of the Invention
본 발명에 관련된 기판의 연마 장치 및 기판의 연마 방법에 의하면, 흡착 시트보다 인장 방향의 강성이 높은 중간 시트를 막체와 흡착 시트 사이에 개재시켰기 때문에, 막체가 인장 방향으로 신축해도 중간 시트가 인장 방향으로 신축하지 않기 때문에, 흡착 시트와 중간 시트 사이에는 상대적인 어긋남이 발생하지 않게 되어, 흡착 시트가 중간 시트로부터 박리되어 말려 올라가는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 연마 장치로 장시간에 걸쳐 기판을 원활하게 연마할 수 있다. According to the polishing apparatus of the substrate and the polishing method of the substrate according to the present invention, since the intermediate sheet having a higher rigidity in the tensile direction than the adsorption sheet is interposed between the membrane body and the absorption sheet, the intermediate sheet is stretched in the tensile direction even if the membrane body is stretched in the tensile direction. Since it does not expand and contract, the relative shift | offset | difference does not generate | occur | produce between an adsorption sheet and an intermediate sheet, and it can prevent that an adsorption sheet peels and rolls up from an intermediate sheet. As a result, the substrate can be smoothly polished for a long time by the polishing apparatus.
도 1 은 제 1 실시형태의 연마 장치의 전체 구조를 나타내는 평면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a top view which shows the whole structure of the grinding | polishing apparatus of 1st Embodiment.
도 2 는 연마 헤드와 연마 스테이지의 실시형태를 나타내는 측면도이다.2 is a side view showing an embodiment of a polishing head and a polishing stage.
도 3 은 연마 헤드의 조립 사시도이다.3 is an assembled perspective view of the polishing head.
도 4 는 막틀의 막체의 3 층 구조를 나타내는 설명도이다.4 is an explanatory diagram showing a three-layer structure of a membrane body of a membrane frame.
도 5 는 슬라이딩 링에 대한 막틀의 착탈 구조를 나타내는 요부 확대 단면도이다.Fig. 5 is an enlarged sectional view of the main portion showing the detachable structure of the membrane frame with respect to the sliding ring.
도 6 은 막체, 중간 시트, 흡착 시트의 배치 구성을 나타낸 측면도이다.6 is a side view showing the arrangement of a membrane body, an intermediate sheet, and an adsorption sheet.
*부호의 설명** Description of the sign *
G…유리 기판, 10…연마 장치, 12…컨베이어, 14…막틀, 16…스테이지, 18…제 1 연마 스테이지, 20…제 2 연마 스테이지, 22…스테이지, 24…유리 기판 반출 컨베이어, 26…막틀 세정 스테이지, 28…막틀 건조 스테이지, 30…막틀 반송 컨베이어, 32‥로봇, 33…아암, 34…흡착 패드, 36…컨베이어, 38…막체, 40…상틀, 42…하틀, 44…기밀 유지층, 46…강도 유지층, 48…평활층, 50…연마 헤드, 51…본체 케이싱, 52…캐리어, 53…하부 외주링부, 54…공기실, 56…스핀들, 58…연마 패드, 60…연마 패드, 62…연마 정반, 64…회전축, 66…연마 정반, 68…회전축, 70…직동 가이드, 72…가이드 레일, 74…메인터넌스 스테이지, 76…메인터넌스 스테이지, 78…리프팅 링, 80…관통 구멍, 82…슬라이딩 링, 84…슬라이딩 링 현수구, 86…상스프링, 88…리프팅 스프링, 90…관통 구멍, 92…스크루잭, 94…스토퍼 핀, 96…라인 샤프트, 98…분사구, 100…공기실, 102…에어 공급로, 104…밸브, 106…에어 펌프, 108…핀, 110…헤드부, 112…훅, 114…핀, 116…구멍, 118…스토퍼판, 120…에어 유로, 122…협지 부재, 124…협지 플레이트, 126…폴, 128…관통 구멍, 130…관통 구멍, 138…컨베이어, 140…로봇, 142…아암, 144…흡착 헤드, 146…컨베이어, 150, 152, 154…반송 장치, 160…가이드 레일, 170…가이드 레일, 200…흡착 시트, 210…중간 시트 G… Glass substrate, 10... Polishing apparatus, 12... Conveyor, 14... The last frame, 16...
발명을 실시하기 위한 최선의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention
이하, 도면에 따라 본 발명에 관련된 기판의 연마 장치 및 기판의 연마 방법의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of the grinding | polishing apparatus of the board | substrate which concerns on this invention, and the board | substrate grinding method which concerns on this invention is described in detail.
도 1 에 나타내는 기판의 연마 장치 (10) 는 대형의 유리 기판 (G) (예를 들어, 한 변이 2000㎜ 를 초과하고, 두께 0.5㎜∼1.1㎜) 의 편면을 액정 디스플레이용 유리 기판에 필요한 평탄도로 연마하는 연마 장치이다. The polishing
이 연마 장치 (10) 는 연마 전의 유리 기판 (G) 을 반송하는 컨베이어 (12), 유리 기판 (G) 을 막틀 (14) 에 점착시키는 스테이지 (16), 제 1 연마 스테이지 (18), 제 2 연마 스테이지 (20), 연마가 완료된 유리 기판 (G) 을 막틀 (14) 로부터 떼어내는 스테이지 (22), 유리 기판 반출 컨베이어 (24), 막틀 세정 스테이지 (26), 막틀 건조 스테이지 (28), 및 막틀 반송 컨베이어 (30) 를 주 요소로 하여 구성되어 있다. The polishing
또한, 연마 장치 (10) 에는 스테이지 (16) 에서 제 1 연마 스테이지 (18) 로 막틀 (14) 을 반송하는 반송 장치 (150), 제 1 연마 스테이지 (18) 에서 제 2 연마 스테이지 (20) 로 막틀 (14) 을 반송하는 반송 장치 (152), 및 제 2 연마 스테이지 (20) 에서 스테이지 (22) 로 막틀 (14) 을 반송하는 반송 장치 (154) 가 형성되어 있다. In addition, the polishing
컨베이어 (12) 에 의해 반송되어 온 연마 전의 유리 기판 (G) 은 로봇 (32) 의 아암 (33) 에 형성된 흡착 패드 (34) 에 흡착 유지된다. 그리고, 아암 (33) 의 회전 동작에 의해 컨베이어 (12) 에서 컨베이어 (36) 로 이동 탑재되고, 컨베이어 (36) 에 의해 스테이지 (16) 를 향하여 반송된다. The glass substrate G before the grinding | polishing conveyed by the
스테이지 (16) 에 있어서, 우선, 유리 기판 (G) 이 막틀 (14) 에 유지된다. 다음으로, 이 유지 방법에 대하여 설명한다. 막틀 (14) 은 스테이지 (16) 에서, 유리 기판 점착 수단인 도시하지 않은 승강 장치에 유지되고 있으며, 막틀 (14) 의 하방에 유리 기판 (G) 이 위치한 곳에서, 막틀 (14) 이 승강 장치에 의해 하강 이동되어, 막틀 (14) 에 장설된 도 2 의 막체 (38) 가 유리 기판 (G) 에 눌러 붙여진다.In the
막체 (38) 의 하면에는 유리 기판 (G) 을 자기 흡착하는 다공질성의 발포 폴리우레탄제 흡착 시트 (200) 가 접착됨과 함께, 이 흡착 시트 (200) 와 막체 (38) 사이에 폴리카보네이트제 중간 시트 (210) 가 개재되어 흡착 시트 (200) 와 막체 (38) 에 접착되어 있다.While the
유리 기판 (G) 은 상기 서술한 승강 장치에 의한 가압력에 의해 흡착 시트 (200) 에 눌러 붙여지고, 흡착 시트 (200) 에 의해 흡착 유지된다. 그 후, 막틀 (14) 이 도 1 의 반송 장치 (150) 에 유지되고, 도 3 의 제 1 연마 스테이지 (18) 로 반송되며, 여기에서 캐리어 (52) 에 부착된다. The glass substrate G is pressed against the
막틀 (14) 은 도 2 에 나타낸 바와 같이, 막체 (38) 를 상틀 (40) 과 하틀 (42) 사이에 장설한 후, 상틀 (40) 과 하틀 (42) 을 도시하지 않은 볼트에 의해 체결함으로써 구성된다. 또한, 막틀 (14) 이나 막체 (38) 는 원형에 한정되는 것은 아니며, 직사각형이어도 된다.As shown in Fig. 2, the
이 막체 (38) 는 도 4 와 같이 기밀 유지층 (44), 강도 유지층 (46) 으로 이루어지는 2 층 구조로 구성되어 있다. 기밀 유지층 (44) 은 도 2 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 그 외주부가 캐리어 (52) 의 하부 외주링부 (53) 에 밀착되어 캐리어 (52) 의 공기실 (54) 과의 사이에서 기밀을 유지하는 시트재이다. 시트재의 재료로는 고무류, 실리콘류, 불소 수지, 염화비닐 (PVC) 등의 비닐계, 나일론계 및 우레탄 등을 예시할 수 있다. 또한, 도 4 의 강도 유지층 (46) 은 기밀 유지층 (44) 을 유지함과 함께 막체 (38) 전체를 장설하는 장력에 견딜 수 있는 소정의 인장 강도를 갖는 시트재이다. 또한, 그 하면에는 중간 시트 (210) 가 접착되어 있다. 이 접착제로는 종래의 막체에 사용되고 있는 접착제 등을 적절히 사용할 수 있으며, 예를 들어, 우레탄계 접착제 또는 에폭시계 접착제를 바람직하게 사용할 수 있다. This
강도 유지층 (46) 의 재료로는 아라미드 섬유, 스테인리스제 철망, 스틸 철망, 탄소 섬유, 유리 섬유, 나일론 섬유, 금속 시트, 수지 시트 등이며, 아라미드 섬유가 인장력에 대한 신장이 매우 적다는 이유에서 바람직하다. The material of the
다음으로, 도 3 에 나타내는 연마 헤드 (50) 에 대하여 설명하는데, 제 1 연마 스테이지 (18) 의 연마 헤드 (50) 및 제 2 연마 스테이지 (20) 의 연마 헤드 (50) 는 동일 구조이기 때문에, 동일한 부호를 붙여 설명한다. Next, although the polishing
연마 헤드 (50) 는 본체 케이싱 (51) 에 모터가 내장되고, 이 모터의 출력축이, 연직 방향으로 수하(垂下)된 스핀들 (56) 에 연결되어 구성된다. 이 스핀들 (56) 에 캐리어 (52) 가 연결되어 있다. 또한, 본체 케이싱 (51) 은 승강 기구 (156) 를 개재하여 슬라이더 (158) 에 연결되어 있다. 이 승강 기구 (156) 에 의해 본체 케이싱 (51) 이 슬라이더 (158) 에 대해 승강됨으로써, 캐리어 (52) 가 제 1 연마 스테이지 (18) 의 연마 패드 (58), 및 제 2 연마 스테이지 (20) 의 연마 패드 (60) 에 대해 진퇴 이동됨과 함께, 막틀 (14) 에 점착된 유리 기판 (G) 을 연마 패드 (58, 60) 에 소정의 연마 압력으로 가압할 수 있다. The polishing
연마 패드 (58) 는 연마 정반 (62) 의 상면에 부착되며, 연마 정반 (62) 의 하부에는 도시하지 않은 모터에 의해 회전되는 회전축 (64) 이 연결된다. 또한, 연마 패드 (60) 는 연마 정반 (66) 의 상면에 부착되며, 연마 정반 (66) 의 하부에는 도시하지 않은 모터에 의해 회전되는 회전축 (68) 이 연결되어 있다. The
또한, 본체 케이싱 (51) 은 도시하지 않은 공전 구동 기구에 연결되어, 소정의 공전 반경으로 공전하는 기능도 가지고 있다. 또한, 이 공전 구동 기구는 본체 케이싱 (51) 에 플래니터리 기어 기구를 내장하고, 플래니터리 기어 기구의 출력축을 스핀들 (56) 에 연결함으로써 구성할 수도 있다. 이상이 각 연마 스테이지 (18, 20) 의 구성이며, 이들 연마 스테이지 (18, 20) 에 의해 유리 기판 (G) 이 연마되어, 유리 기판 (G) 의 표면의 미소한 요철이나 기복이 제거된다. Moreover, the
한편, 제 1 연마 스테이지 (18) 의 슬라이더 (158) 에는 직동 가이드 (70, 70) 가 장착되어 있다. 직동 가이드 (70, 70) 는 가이드 레일 (72, 72) 에 끼 워맞춰져 있다. 이 가이드 레일 (72, 72) 은 도 1 과 같이 제 1 연마 스테이지 (18) 의 스핀들 (56) 이나 캐리어 (52) 를 메인터넌스하는 메인터넌스 스테이지 (74) 를 향하여 배치되어 있다. On the other hand, the linear motion guides 70 and 70 are attached to the
또한, 도 2 와 같이 제 2 연마 스테이지 (20) 의 슬라이더 (158) 에도 동일하게, 직동 가이드 (70, 70) 가 장착되고, 직동 가이드 (70, 70) 는 가이드 레일 (160, 160) 에 끼워맞춰져 있다. 이 가이드 레일 (160, 160) 은 도 1 과 같이, 제 2 연마 스테이지 (20) 의 스핀들 (56) 이나 캐리어 (52) 를 메인터넌스하는 메인터넌스 스테이지 (76) 를 향하여 배치되어 있다. In addition, the linear motion guides 70 and 70 are similarly attached to the
캐리어 (52) 는 도 2 와 같이 캐리어 (52) 의 상부 외주부에 리프팅 링 (78) 이 도시하지 않은 볼트에 의해 고정되어 있다. 리프팅 링 (78) 의 캐리어 (52) 의 외주부로부터 돌출된 플랜지부에는 관통 구멍 (80, 80…) 이 동심원 상에서 등간격으로 복수개 형성되고, 이들 관통 구멍 (80, 80…) 에, 슬라이딩 링 (82) 의 상면에 돌출하여 형성된 슬라이딩 링 현수구 (84) 가 도 5 와 같이 하방으로부터 관통된다. 또한, 슬라이딩 링 현수구 (84) 는 리프팅 링 (78) 과 리프팅용 상스프링 (86) 사이에 배치된 리프팅 스프링 (88) 에 관통됨과 함께, 리프팅용 상스프링 (86) 의 관통 구멍 (90) 에 관통되어, 스크루잭 (92) 에 연결되어 있다. The
따라서, 스크루잭 (92) 을 동작시켜, 슬라이딩 링 현수구 (84) 를 리프팅 스프링 (88) 의 탄성지지력에 저항하여 상방으로 끌어올리면, 슬라이딩 링 (82) 이 캐리어 (52) 에 대해 끌어 올려진다. 이로써, 슬라이딩 링 (82) 에 착탈 자유롭게 부착된 막틀 (14) 이 끌어 올려져, 막체 (38) 에 소정의 장력이 부여된다. Therefore, when the
장력을 자동적으로 부여할 때에는 막틀 (14) 과 막체 (38) 를 복수개 준비하여 운용한다. 그러나, 막틀 (14) 에 대해 막체 (38) 의 초기 장력에는 개체차가 있다는 것을 생각할 수 있으며, 또 사용 시간차로 인하여, 복수 존재하는 막체 (38, 38…) 의 초기 장력에 차이가 있기 때문에, 어떠한 장력 개체차를 갖는 막체 (38) 에도 동등한 사용 장력을 부여하는 것은 어렵다. 또한, 막체 (38) 에 과장력이 가해지면, 막체 (38) 나 주변 기기의 파손으로도 연결되는 위험이 있다. 이것을 해결하기 위해, 리프팅 스프링 (88) 의 수축량 (리프팅 링 (78) 과 리프팅용 상스프링 (86) 의 간격) 을 감시한다. 즉, 스크루잭 (92) 의 끌어올리는 양뿐만 아니라, 실제로 막체 (38) 에 부여되는 장력을 리프팅 스프링 (88) 의 수축량을 감시함으로써 측정하는 것이다. 이 리프팅 스프링 (88) 을 가짐으로써, 막체 (38) 에 일정한 장력이 가해지도록 하는 것, 막체 (38) 에 과장력이 가해지는 것을 방지하는 것을 동시에 해결할 수 있다. 또한, 장력을 일정하게 하기 위해, 리프팅 스프링 (88) 의 수축량을 측정할 것이 필요해지는데, 그 하나의 수단으로서, 스크루잭 (92) 에 라인 샤프트 (96) 를 통하여 연결된 도시하지 않은 모터의 전류값으로부터 토크를 산출하고, 스크루잭 (92) 을 끌어올리는 힘을 간접적으로 취득하고, 이것을 관리함으로써 막체 (38) 에 부여되는 장력을 감시할 수 있다. 라인 샤프트 (96) 는 상기 모터의 구동력을 스크루잭 (92) 에 전달하는 샤프트이다. 또한, 부호 94 는 리프팅 링 (78) 과 리프팅용 상스프링 (86) 사이에 생긴 리프팅 스프링 (88) 의 반력을 받아 두기 위한 스토퍼 핀이다. When the tension is automatically applied, a plurality of membrane frames 14 and a
캐리어 (52) 에는 도 5 의 공기실 (54) 에 압축 에어 (가압 유체) 를 분출하 는 분사구 (98, 98…) 가 복수 형성된다. 이들 분사구 (98, 98…) 는 캐리어 (52) 의 상면에 형성된 공기실 (100) 을 통하여, 도 3 상에서 파선으로 나타내는 에어 공급로 (102) 로 연통된다. 에어 공급로 (102) 는 연마 헤드 (50) 에 장착된 도시하지 않은 로터리 조인트를 통하여 연마 헤드 (50) 의 외부로 연장되어 형성되며, 밸브 (104) 를 통하여 에어 펌프 (106) 에 접속되어 있다. 따라서, 밸브 (104) 를 개방하면, 에어 펌프 (106) 로부터의 압축 에어가 에어 공급로 (102), 공기실 (100), 및 분사구 (98) 를 통하여 공기실 (54) 에 공급된다. 이로써, 압축 에어의 장력이 막체 (38) 를 통하여 유리 기판 (G) 에 전달되고, 이 압력에 의해 유리 기판 (G) 이 연마 패드 (58, 60) 에 눌러 붙여져 연마된다. The
한편, 도 2 와 같이 막틀 (14) 의 상틀 (40) 에는 복수의 핀 (108, 108…) 이 동심원 상에서 등간격으로 돌출하여 형성되고, 이들 핀 (108) 의 상단부에 형성된, 도 5 에 나타내는 대경의 헤드부 (110) 가, 슬라이딩 링 (82) 의 하부에 고정된 훅 (112) 에 걸어맞춰짐으로써, 막틀 (14) 이 슬라이딩 링 (82) 에 장착된다. 헤드부 (110) 와 훅 (112) 의 걸어맞춤력은 스크루잭 (92) 에 의해 막체 (38) 를 높이 올렸을 때의 막체 (38) 의 반력에 의해 강고해지며, 연마시에 막체 (38) 로부터 받는 연마 저항으로는 훅 (112) 으로부터 헤드부 (110) 가 빠지지 않는다. On the other hand, as shown in FIG. 2, a plurality of
도 1 에 나타낸 제 2 연마 스테이지 (20) 에서 유리 기판 (G) 의 연마가 종료되면, 여기에서 막틀 (14) 이 캐리어 (52) 로부터 분리되어 반송 장치 (154) 에 의해 스테이지 (22) 로 반송된다. 캐리어 (52) 로부터 막틀 (14) 을 떼어내는 방법은 우선, 도 5 에 나타낸 스크루잭 (92) 을 느슨하게 하는 방향으로 동작시켜, 막체 (38) 의 장력을 해소한다. 다음으로, 캐리어 (52) 에 대해 막틀 (14) 을 소정 각도 회전 운동시켜 훅 (112) 에서 헤드부 (110) 를 분리한다. 이로써, 캐리어 (52) 로부터 막틀 (14) 이 분리된다. When the polishing of the glass substrate G is finished in the
도 1 에 나타낸 스테이지 (22) 에서는 반송 장치 (154) 에서 반송되어 온 막틀 (14) 로부터, 연마 종료된 유리 기판 (G) 을 박리한다. 박리된 유리 기판 (G) 은 컨베이어 (138) 에 의해 반송되고, 그리고, 로봇 (140) 의 아암 (142) 에 장착된 흡착 헤드 (144) 에 흡착되고, 로봇 (140) 의 동작에 의해 유리 기판 반출용 컨베이어 (24) 로 이동 탑재되어, 연마 장치 (10) 의 외부로 반출된다. In the
유리 기판 (G) 이 박리된 막틀 (14) 은 컨베이어 (146) 에 의해 막틀 세정 스테이지 (26) 에 반송되고, 여기에서 물 세정된다. 세정이 종료된 막틀 (14) 은 컨베이어 (148) 에 의해 막틀 건조 스테이지 (28) 로 반송되고, 여기에서 가열되어 건조된다. 그리고, 건조가 종료된 막틀 (14) 은 막틀 반송 컨베이어 (30) 에 의해 스테이지 (16) 로 반송되어, 유리 기판 (G) 의 점착에 재사용된다. 이상이 연마 장치 (10) 의 전체 구성이다. The
막체 (38) 는 유리 기판 (G) 의 연마 중에 유리 기판 (G) 과 연마 패드 (58, 60) 사이에 생기는 연마 저항을 받는 관계에서 인장 방향 (신장 방향 : 면 방향) 의 힘을 연마 패드 (58, 60) 로부터 받는다. 또한, 연마 중에는 캐리어 (52) 및 연마 패드 (58, 60) 가 회전하고 있기 때문에, 막체 (38) 는 상기 힘에 의해 반복하여 인장 방향으로 신축되는 힘을 받아, 인장 방향으로 신축하게 된다. The
여기에서, 막체 (38) 보다 연질인 흡착 시트 (200) 가 막체 (38) 에 직접 접 착되어 있는 종래 구조에서는 연마 중의 흡착 시트 (200) 의 거동을 보면, 막체 (38) 의 신축에 이어서 흡착 시트 (200) 가 신축 동작을 행하면 문제는 없지만, 흡착 시트 (200) 에 유리 기판 (G) 이 흡착 유지되어 있기 때문에, 즉, 흡착 시트 (200) 의 신축 동작이 유리 기판 (G) 에 의해 제약받고 있기 때문에, 흡착 시트 (200) 의 인장 방향의 신축이 제약된다. 이러한 사상에 의해, 신축하는 막체 (38) 와 신축하지 않는 흡착 시트 (200) 사이에 상대적인 어긋남이 발생하고, 그 어긋남에 의해 흡착 시트 (200) 의 주연부가 막체 (38) 로부터 서서히 박리되어 가서, 그 박리된 부분이 커지면, 박리된 부분이 연마 중에 말려 올라간다. Here, in the conventional structure in which the
그래서, 이러한 문제를 방지하기 위해, 실시형태의 구조에서는 도 6 과 같이, 흡착 시트 (200) 와 비교하여 인장 방향의 강성이 높은 중간 시트 (210) 를, 막체 (38) 와 흡착 시트 (200) 사이에 개재시켜 접착시키고 있다. Therefore, in order to prevent such a problem, in the structure of embodiment, as shown in FIG. 6, the intermediate |
이 구조에 의하면, 연마 중에 발생하는 연마 저항에 의해 막체 (38) 는 상기 서술한 바와 같이 인장 방향으로 신축하지만, 막체 (38) 와 흡착 시트 (200) 사이에 중간 시트 (210) 가 개재되어 있기 때문에, 막체 (38) 의 신축 동작에 의해 중간 시트 (210) 와 막체 (38) 사이에 박리가 생기는 경우가 있는데, 중간 시트 (210) 와 흡착 시트 (200) 사이에서는 유리 기판 (G) 의 흡착에 의해 신축이 제약된 흡착 시트 (200) 와, 흡착 시트 (200) 보다 인장 방향의 강성이 높은 중간 시트 (210) 사이에는 중간 시트 (210) 가 인장 방향으로 신축하지 않기 때문에 상대적인 어긋남은 발생하지 않는다. 따라서, 흡착 시트 (200) 가 중간 시트 (210) 로부터 박리되지 않기 때문에, 흡착 시트 (200) 가 박리되어 말려 올라가는 것을 방지 할 수 있다. According to this structure, the
따라서, 실시형태의 연마 장치 (10) 에 의하면, 유리 기판 (G) 을 장시간에 걸쳐 원활하게 연마할 수 있다. Therefore, according to the polishing
또한, 실시형태에서는 중간 시트 (210) 의 소재를 폴리카보네이트로 했는데, 이에 한정되는 것은 아니며, 아크릴, 알루미늄, 스테인리스, 유리 또는 탄소 섬유 강화 플라스틱이어도 된다. 또한, 이들 재질 외에, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), FRP (Fiber Reinforced Plastics) 도 예시할 수 있다. In addition, although the raw material of the
또한, 막체 (38) 를 기밀 유지층 (44), 강도 유지층 (46) 으로 구성하여 강도 유지층 (46) 에 중간 시트 (210) 를 접착시키는 구조로 했기 때문에, 강도 유지층 (46) 에 접착되어 있던 평활층을 없앨 수 있어, 막체 (38) 의 비용을 삭감시킬 수 있다. Moreover, since the
본 발명은 플랫 패널 디스플레이 등에 사용하는 박판 유리 기판을 제조하기 위한 유리 기판의 연마에 바람직하다. This invention is suitable for the grinding | polishing of the glass substrate for manufacturing the thin glass substrate used for a flat panel display etc.
또한, 2005년 8월 19일에 출원된 일본 특허출원 2005-239040호의 명세서, 특허 청구 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하고, 본 발명의 명세서의 개시로서 도입한다.In addition, all the content of the JP Patent application 2005-239040, a claim, drawing, and the abstract for which it applied on August 19, 2005 is referred here, and it introduces as an indication of the specification of this invention.
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