KR102027814B1 - 디스플레이용 대면적 글라스의 cmp 장치의 상정반 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이용 대면적 글라스의 CMP 장치의 상정반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대면적을 가지는 디스플레이용 글라스의 연마장치를 구성함에 있어서, 하정반에 고정되어 회전되는 디스플레이용 글라스 상면에서, 디스플레이용 글라스와 동일한 방향으로 회전되면서 디스플레이용 글라스 상면의 이물질 및 미세돌기를 연마작업하되, 연마작업시 디스플레이용 글라스와 접촉되는 연마패드를 향해 균일적으로 연마제 슬러리를 공급하면서 회전되는 연마기술을 통해, 더욱 효율적이고 균일도가 향상되는 연마작업이 가능토록 한 디스플레이용 대면적 글라스의 CMP 장치의 상정반에 관한 것이다.

Description

디스플레이용 대면적 글라스의 CMP 장치의 상정반{Upper platen of chemical mechanical polishing Equipment of large area glass for display device}
본 발명은 대면적을 가지는 디스플레이용 글라스의 연마작업을 위한 것으로서, 연마제 슬러리를 공급하면서 연마가 진행되도록 함과 동시에, 효율적이고 연마균일도를 향상시키기 위해 구조가 개선된 디스플레이용 대면적 글라스의 CMP 장치의 상정반에 관한 것이다.
차세대 디스플레이인 VR/ AR용 패널은 現 중소형 유기발광다이오드(OLED) 패널에 적용되는 QHD (Quad High Definition, 2560 x 1440) 해상도보다 선명도가 더 뛰어난 초고해상도의 UHD (Ultra HD, 3840 x 2160) 급 이상의 OLED 제품이 요구되고 있지만 현재까지 상용화된 OLED 패널에 적용되는 최고 해상도는 QHD급으로, 2014년에 상품화된 이후 인치당 픽셀 수 500 ppi 대역에서 지금까지 머물고 있다.
그러나 UHD급 차세대 OLED 패널 개발 과정에서 반드시 해결해야 하는 당면한 두 가지 과제는 픽셀밀도 증가에 따른 Photolithography 공정의 미세화 패턴 구현(초고해상도 구현)과 패널 잔상 문제 해결이다.
OLED 패널의 특징은 전자이동도가 큰 LTPS(저온폴리실리콘) 기판을 바탕으로 빛의 투과율과 개구율(전체화면대비 정보 표시가 가능한 면적의 비율)을 높여 고휘도를 달성할 수 있도록 설계되어 있다.
현재의 LTPS 기판은 원장 Glass 위에 데포된 아몰포스 실리콘을 결정화시키는 ELA(Eximer Laser Annealing) 공정을 거쳐 완성되는데, OLED TFT(Thin Film Transistor)의 기판이 되는 이 Poly_Si의 형성 과정에서 발생된 Poly_Si 결정 경계면의 돌기(Hillock)는 VR/AR 기기에 적용될 초고해상도 (UHD, 1000ppi 이상) OLED 제품의 개발에서 제거되어야 하는 필수 요소이다.
LTPS 기판의 돌기를 제거하는 방법은 Poly_Si 기판을 연마패드의 표면에 접촉하도록 한 상태에서 연마제를 공급하여 Poly_Si 표면을 화학적으로 반응시키면서 기계적으로 Poly_Si 표면의 돌기부분을 평탄화하는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 이다
그러나 디스플레이용 대면적 Glass를 연마하는 설비를 제작하는 제작사들의 기술수준을 살펴보면 그 수준이 낮음을 알 수 있다.
연마 장비제작사의 국외 기술은 Glass 연마 장비제작 경험은 풍부하지만 FAB에서 양산 가능한 자동화 기반의 대면적 연마 장비제작 경험이 전무하여 OLED Device 제조사에 납품이 불가능하다.
이에, 이러한 OLED 연마장비에 사용되어지는 각종 기술들의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 10-0653725호(2006.11.28.등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 디스플레이용 글라스 연마장치에 있어서, 연마패드를 향해 균일하게 연마 슬러리를 공급하면서 연마작업이 진행되도록 장칠 구조를 개선하고, 작업시에 연마 대상물의 두께를 측정하여 균일도가 향상되도록 하며, 사전설정된 연마방향 및 기술을 적용한 대면적의 디스플레이용 글라스의 연마가 가능해지도록 한 디스플레이용 대면적 글라스의 CMP 장치의 상정반에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서,
흡입패드(21)를 저면에 구비하는 제 1트랜스퍼(20)에 최외각 테두리부분이 접촉된 상태로, 회전되는 하정반(100)으로 옮겨져 위치고정되어 회전되는, 사전설정 대면적을 가지는 디스플레이용 글라스(10)의 상면을 연마하는 것으로, 상기 디스플레이용 글라스(10)의 상면에 대응위치되어, 상기 하정반(100)과 동반회전되는 디스플레이용 글라스(10)의 회전방향과 동일하게 회전가능하게 설치되는 탈착형 헤드부(50); 상기 헤드부(50)에 다수개가 국부적으로 수직관통형성되는 공급공(60); 상기 헤드부(50)의 상부에 이격되도록 고정설치되되, 다수의 공급공(60)으로 분기되어, 각 공급공(60)마다 연마를 위한 연마 슬러리(S)를 공급하는 연마제 공급부(80); 상기 헤드부(50)의 저면에 대응설치되어 헤드부(50)와 동반회전되며, 디스플레이용 글라스(10)의 상면에 접촉되어, 다수의 공급공(60)을 통해 공급된 연마 슬러리(S)로 디스플레이용 글라스(10) 상면의 이물질 및 미세돌기를 연마하는 연마패드(90); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 대면적의 디스플레이용 글라스를 손쉽고 용이하며 균일하게 연마공정을 진행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 연마패드를 향해 균일한 연마 슬러리를 공급하는 구조를 가지도록 하고, 사전설정된 방향으로 이동되면서 연마작업이 진행되는 연마기술을 통해, 연마 균일도 및 효율이 상승되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이용 대면적 글라스의 CMP 장치의 상정반의 간략한 작동도.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이용 대면적 글라스의 CMP 장치의 상정반을 나타낸 일실시예의 도면.
도 3은 도 2의 일부분 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이용 대면적 글라스가 하정반으로 이송되는 모습을 나타낸 도면.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 일실시예를 살펴보면,
흡입패드(21)를 저면에 구비하는 제 1트랜스퍼(20)에 최외각 테두리부분이 접촉된 상태로, 회전되는 하정반(100)으로 옮겨져 위치고정되어 회전되는, 사전설정 대면적을 가지는 디스플레이용 글라스(10)의 상면을 연마하는 것으로, 상기 디스플레이용 글라스(10)의 상면에 대응위치되어, 상기 하정반(100)과 동반회전되는 디스플레이용 글라스(10)의 회전방향과 동일하게 회전가능하게 설치되는 탈착형 헤드부(50); 상기 헤드부(50)에 다수개가 국부적으로 수직관통형성되는 공급공(60); 상기 헤드부(50)의 상부에 이격되도록 고정설치되되, 다수의 공급공(60)으로 분기되어, 각 공급공(60)마다 연마를 위한 연마 슬러리(S)를 공급하는 연마제 공급부(80); 상기 헤드부(50)의 저면에 대응설치되어 헤드부(50)와 동반회전되며, 디스플레이용 글라스(10)의 상면에 접촉되어, 다수의 공급공(60)을 통해 공급된 연마 슬러리(S)로 디스플레이용 글라스(10) 상면의 이물질 및 미세돌기를 연마하는 연마패드(90); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연마제 공급부(80)가 일단 저면에 설치되고, 상기 헤드부(50)가 연마제 공급부(80) 하단에서 회전가능하게 설치되며, 타단은 하정반(100) 외측에 고정설치되어, 위치고정된 타단을 중심으로, 헤드부(50)를 좌, 우로 회동가능하게 이동시키는 지지부(70); 상기 지지부(70)의 저면 중단에서 디스플레이용 글라스(10)를 향해 대응설치되어, 연마되는 디스플레이용 글라스(10)의 두께를 측정하여 연마 공정의 종단점을 설정할 수 있도록 하는 두께 측정부; 가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연마제 공급부(80)는 상기 헤드부(50)의 상면에 링형태로 설치되어, 외부로부터 연마 슬러리(S)를 공급받아 충진되는 리저브 탱크(81); 상기 리저브 탱크(81)의 저면에서, 원주면을 따라 다수개가 연장형성되어, 상기 헤드부(50)의 다수 공급공(60)에 대응체결됨으로써, 상기 연마패드(90) 전체면에 걸쳐 연마 슬러리(S)가 고르게 공급되도록 하는 공급라인(82); 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 바람직한 실시예에 따른 디스플레이용 대면적 글라스의 CMP 장치의 상정반(200)을 상세히 설명하도록 한다.
우선적으로, 본 발명에서 연마하고자 하는 대상이 되는 디스플레이용 글라스(10)는, 기존의 반도체 웨이퍼 등과 달리 대면적(ex: 1500 ×1850mm)을 가지는 것으로, 이러한 대면적의 디스플레이용 글라스(10)를 공정에 들어가기 전, 하전반 상면에 올려져 확실하게 고정(고정한 후 회전시키는 등)되어진다.
이러한 디스플레이용 글라스(10)는 우선적으로 다수의 흡입패드(21)를 구비하며 사방으로 이동이 가능한 제 1트랜스퍼(20)에 의해 이송이 되어지는데, 이러한 흡입패드(21)는 제 1트랜스퍼(20)의 하단면 테두리에 형성되어, 디스플레이용 글라스(10)의 최외각 테두리부분이 제 1트랜스퍼(20)에 부착접촉된 상태로 본 발명의 하정반(100)으로 옮겨지게 된다.
이후, 상기와 같은 하정반(100)에 올려져 고정된 상태로 회전되는 상부에, 본 발명의 상정반(200)이 설치된 상태로 회전되면서, 연마작업을 진행하게 되는 것이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이용 대면적 글라스의 CMP 장치의 상정반(200)은 탈착형 헤드부(50), 공급공(60), 연마제 공급부(80), 연마패드(90)를 포함한다.
상기 헤드부(50)는 전술된 디스플레이용 글라스(10) 상면에 이격되어 대응위치되는 것으로서, 상기 하정반(100)이 일방향으로 회전시, 이러한 헤드부(50)도 디스플레이용 글라스(10)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되도록 설치되는 것으로, 후술될 연마패드(90)가 저면에 대응설치되어, 이러한 연마패드(90)를 통해 디스플레이용 글라스(10)의 연마가 진행될 수 있도록 하는 것이다. 이러한 헤드부(50)는 사용자의 다양한 실시예에 따라, 환형, 원형 등 다양한 형태로 형성될 수 있음이다.
상기 공급공(60)은 전술된 헤드부(50)에 형성되는 것으로서, 소정두께를 가지는 원판 형태의 헤드부(50)에 다수개(ex: 45ea)가 상호간 이격되면서 형성되는 것이다.
이때, 상기 다수의 공급공(60)은 헤드부(50) 전체에 면적에 걸쳐, 고르게 분포되도록 상호간 이격되며 천공형성되며, 천공은 상면에서 하면을 수직으로 관통하는 형태가 되도록 한다.
상기 지지부(70)는 전술된 헤드부(50)가 회전가능하게 하정반(100) 상면( 더욱 자세히는 디스플레이용 글라스(10))에 위치될 수 있도록 한 것으로서, 일단은 디스플레이용 글라스(10)의 상면에 위치되도록 하되, 타단은 하정반(100) 외측에 고정설치되어 있는 구조를 가진다.
또한, 일단에는 후술될 연마제 공급부(80)가 저면에 고정설치되고, 상기 헤드부(50) 또한 연마제 공급부(80) 하단에 회전가능하게(회전모터(M)가 구비) 설치되어 있도록 한다.
상기 지지부(70)는 타단이 고정된 상태로 일단을 하정반(100) 상면, 또는 디스플레이용 글라스(10)의 상면에서 좌, 우로 회동이 가능한 구조를 가지도록 한다.
이로써, 작업전, 후에는 디스플레이용 글라스(10) 상면에서 벗어난 위치에 헤드부(50)가 대기하고 있도록 한 후, 연마공정시 디스플레이용 글라스(10) 상면으로 이송시킨 후, 사용자가 사전설정한 시간간격, 주기 등에 따라, 좌 또는 우측으로 소정각도 움직이면서, 디스플레이용 글라스(10)의 상면에 헤드부(50)가 움직이며 연마작업이 될 수 있도록 하는 것이다. 이러한 지지부(70)에 상기 헤드부(50)는 탈착이 가능한 구조를 가지도록 한다. 또한, 상기 지지부(70)는 좌, 우 회동뿐만 아니라, 하정반(100)(또는 디스플레이용 글라스(10)) 상면에 본 발명의 상정반(200)을 대응위치시키기 위해, 좌, 우, 전, 후 측으로 이동이 가능하게 구성될 수도 있음이다.
상기 연마제 공급부(80)는 헤드부(50)의 상부에 이격되도록 고정설치되는 것으로, 더욱 상세하게는 지지부(70) 일측 저면에 고정설치된다.
이러한 연마제 공급부(80)는 다수의 공급공(60)으로 분기되어, 각 공급공(60)마다 연마를 위한 연마 슬러리(S)를 공급하기 위한 것이다.
이를 위한 연마제 공급부(80)는 리저브 탱크(81)와 공급라인(82)으로 구성된다.
상기 리저브 탱크(81)는 링 형태로 형성되는 것으로 상부는 개구되어 있는 '∪'자와 같은 단면을 가지게 된다. 이러한 리저브 탱크(81)는 지지부(70)에 일단 저면에 위치되되, 지지부(70) 일단에 저면에 수직으로 설치되는 헤드부(50)의 회전축에 연결설치된다. 이로써, 지지부(70) 일단에서 헤드부(50)가 회전시, 이러한 리저브 탱크(81)도 동반 회전하게 된다.
또한, 이러한 리저브 탱크(81)는 외부로부터 공급라인(82)을 통해 연마 슬러리(Slurry, 친수화 Chemical,(S))가 리저브 탱크(81)의 개구된 상부를 통해 채워지도록 한다.
상기 공급라인(82)은 리저브 탱크(81)의 원주면 저면 둘레를 따라 다수개가 연장형성되는 호스로써, 각 공급라인(82)들은 상기 헤드부(50)의 다수 공급공(60)에 대응체결됨으로써, 상기 연마패드(90) 전체면에 걸쳐 연마 슬러리(S)가 고르게 공급되도록 하는것이다. 즉, 연마제 공급부(80)는 헤드부(50)와 동반 회전되면서, 연속적으로 연마 슬러리(S)를 공급해주는 것이며, 이로써, 공급라인(82)을 통해 헤드부(50)의 저면 전체 면적에 걸쳐 고르게 연마 슬러리(S)가 공급되도록 한다.
상기 연마패드(90)는 전술된 헤드부(50)의 저면에 대응설치되어 헤드부(50)와 동반회전되며, 디스플레이용 글라스(10)의 상면에 접촉되어, 다수의 공급공(60)을 통해 공급된 연마 슬러리(S)로 디스플레이용 글라스(10) 상면의 이물질(불순물) 및 미세돌기가 연마되어, 빛산란 등의 문제가 발생되지 않도록 한 것이다.
더불어, 본 발명에서는 상기 지지부(70)의 저면 중단이나 Head부 안에서 디스플레이용 글라스(10)를 향해 두께 측정부를 대응설치하여, 연마되는 디스플레이용 글라스(10)의 두께를 측정함으로써, 연마공정의 종단점(End Point)를 확인할 수 있도로 하여, 연마 균일도가 향상되도록 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 디스플레이용 글라스 20: 제 1트랜스퍼
21: 흡입패드 50: 헤드부
60: 공급공 70: 지지부
80: 연마제 공급부 81: 리저브 탱크
82: 공급라인 90: 연마패드
100: 하정반
200: 디스플레이용 대면적 글라스의 CMP 장치의 상정반

Claims (3)

  1. 흡입패드(21)를 저면에 구비하는 제 1트랜스퍼(20)에 최외각 테두리부분이 접촉된 상태로, 회전되는 하정반(100)으로 옮겨져 위치고정되어 회전되는, 사전설정 대면적을 가지는 디스플레이용 글라스(10)의 상면을 연마하는 것으로,
    상기 디스플레이용 글라스(10)의 상면에 대응위치되어, 상기 하정반(100)과 동반회전되는 디스플레이용 글라스(10)의 회전방향과 동일하게 회전가능하게 설치되는 탈착형 헤드부(50);
    상기 헤드부(50)에 다수개가 국부적으로 수직관통형성되는 공급공(60);
    상기 헤드부(50)의 상부에 이격되도록 고정설치되되, 다수의 공급공(60)으로 분기되어, 각 공급공(60)마다 연마를 위한 연마 슬러리(S)를 공급하는 연마제 공급부(80);
    상기 헤드부(50)의 저면에 대응설치되어 헤드부(50)와 동반회전되며, 디스플레이용 글라스(10)의 상면에 접촉되어, 다수의 공급공(60)을 통해 공급된 연마 슬러리(S)로 디스플레이용 글라스(10) 상면의 이물질 및 미세돌기를 연마하는 연마패드(90);
    상기 연마제 공급부(80)가 일단 저면에 설치되고, 상기 헤드부(50)가 연마제 공급부(80) 하단에서 회전가능하게 설치되며, 타단은 하정반(100) 외측에 고정설치되어, 위치고정된 타단을 중심으로, 헤드부(50)를 좌, 우로 회동가능하게 이동시키는 지지부(70);
    상기 지지부(70)의 저면 중단에서 디스플레이용 글라스(10)를 향해 대응설치되어, 연마되는 디스플레이용 글라스(10)의 두께를 측정하여 연마공정을 확인할 수 있도록 하는 두께 측정부; 로 이루어지며,
    상기 연마제 공급부(80)는
    상기 헤드부(50)의 상면에 링형태로 설치되어, 외부로부터 연마 슬러리(S)를 공급받아 충진되는 리저브 탱크(81);
    상기 리저브 탱크(81)의 저면에서, 원주면을 따라 다수개가 연장형성되어, 상기 헤드부(50)의 다수 공급공(60)에 대응체결됨으로써, 상기 연마패드(90) 전체면에 걸쳐 연마 슬러리(S)가 고르게 공급되도록 하는 공급라인(82);
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 대면적 글라스의 CMP 장치의 상정반.
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