KR102257002B1 - CMP apparatus having polishing pressure control function - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원 형상을 가지고, 하부 정반의 상부에 위치하며, 기판상에서 승하강 구동하는 상부 정반의 상부 일측에 자력에 의해 상부 정반에 부분 압력을 가하는 연마 압력 제어 장치를 구비시키고, 상부 정반에 구비된 제1의 자석과 연마 압력 제어 장치에 구비된 제2의 자석 간의 비접촉 인력 또는 척력을 이용하여 상부 정반의 압력을 부분적으로 제어할 수 있게 하여 기판의 편평도를 향상시킬 수 있다.The present invention has a circular shape, is located on the upper surface of the lower platen, is provided with a polishing pressure control device that applies a partial pressure to the upper platen by magnetic force on the upper one side of the upper platen that drives up and down on the substrate, and is provided on the upper platen The flatness of the substrate may be improved by partially controlling the pressure of the upper platen by using non-contact attraction or repulsive force between the first magnet and the second magnet provided in the polishing pressure control device.
Description
본 문서는 CMP 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 유기발광소자(OLED)의 기판(Substrate)을 화학 물리적 연마(Chemical mechanical polishing, CMP) 시 기판의 부분 영역에 연마 압력을 조정하는 기술에 관련된다.This document relates to a CMP apparatus, and specifically, relates to a technique of adjusting a polishing pressure on a partial region of a substrate when a substrate of an organic light emitting diode (OLED) is subjected to chemical mechanical polishing (CMP).
최근 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 이용한 표시장치가 주목 받고 있다. Recently, a display device using an organic light emitting diode (OLED) is attracting attention.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 가지며, 액정 표시 장치(liquid crystal display device)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 두께와 무게를 줄일 수 있다. 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 빠른 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다. 현재 중소형 유기발광다이오드(OLED) 패널에 적용되는 해상도는 QHD(Quad High Definition, 2560 x 1440)급이지만, 차세대 디스플레이인 VR(Virtual Reality)/AR(Augmented Reality)용의 패널은 QHD보다 선명도가 더 뛰어난 초고해상도의 UHD(Ultra High Definition, 3840 x 2160)급 이상의 OLED 제품이 요구되고 있다. The organic light-emitting display device has a self-emission characteristic, and unlike a liquid crystal display device, it does not require a separate light source, so that the thickness and weight can be reduced. The organic light emitting diode display exhibits high quality characteristics such as low power consumption, high luminance, and fast reaction speed. Currently, the resolution applied to small and medium-sized organic light-emitting diode (OLED) panels is QHD (Quad High Definition, 2560 x 1440), but the next-generation display, VR (Virtual Reality)/AR (Augmented Reality), has more clarity than QHD. There is a demand for OLED products with excellent ultra-high resolution UHD (Ultra High Definition, 3840 x 2160) or higher.
그러나, UHD급 차세대 OLED 패널을 개발하기 위해서는 픽셀 밀도 증가에 따른 Photolithography 공정의 미세화 패턴을 실현하고 패널의 잔상 문제를 해결하는 것이 무엇 보다 중요하다. 이러한 과제를 해결하기 위해 트랜지스터 소자 등이 형성될 OLED TFT(Thin Film Transistor)의 기판을 구성하는 Poly_Si 막을 평탄화(Smoothness)하는 것이 중요한데 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 통해 이를 해결할 수 있다. 이러한 CMP 공정은 SiO2층과 Poly-Si층으로 구성된 OLED TFT 글라스 기판을 결정화(ELA)하는 과정에서 Poly-Si층에 발생된 돌기(힐락, Hillock)를 제거하는 공정을 포함할 수 있다. 힐락은 추가적인 금속층의 형성도 어렵게 만든다.However, in order to develop a UHD-class next-generation OLED panel, a finer pattern of the photolithography process according to the increase in pixel density is realized and the afterimage problem of the panel is solved. Solving is more important than anything else. In order to solve this problem, it is important to smooth the Poly_Si film constituting the substrate of the OLED TFT (Thin Film Transistor) on which the transistor element will be formed, and this can be solved through a chemical mechanical polishing (CMP) process. This CMP process may include a process of removing protrusions (Hillock) generated in the Poly-Si layer during crystallization (ELA) of the OLED TFT glass substrate composed of the SiO2 layer and the Poly-Si layer. Hillac also makes the formation of additional metal layers difficult.
도 1은 OLED TFT 글라스 기판의 CMP 공정 전후를 설명하는 도면이다. 도시된 바와 같이, CMP 공정 전의 OLED TFT 글라스 기판은 Poly-Si층의 상부에 힐락이 발생하였고(도 1(a)), CMP 공정을 통해 힐락이 제거되어 평탄화가 실현되었다(도 1(b)). 1 is a diagram explaining before and after a CMP process of an OLED TFT glass substrate. As shown, in the OLED TFT glass substrate before the CMP process, hillock occurred on the top of the Poly-Si layer (FIG. 1(a)), and the hillock was removed through the CMP process to realize planarization (FIG. 1(b)). ).
일반적으로 CMP 장비를 이용한 공정은 연마 패드가 부착된 상반(Upper platen)을 병진 운동시키거나 원통형의 연마 실린더(롤러)를 굴려서 기계적 연마를 함과 동시에 기판에 슬러리(Slurry)를 도포하여 화학적 연마를 수행한다. 그런데 연마 패드를 기판에 균일한 압력을 가하여 균일한 두께가 되도록 하기가 어렵다. 그 이유는 연마 패드 내에서 부위 마다 마찰력이 다르기 때문이다. 이는 대면적 기판을 연마할 경우에 두드러진다.In general, the process using CMP equipment performs mechanical polishing by translating the upper plate with a polishing pad or by rolling a cylindrical polishing cylinder (roller), and at the same time applying a slurry to the substrate to perform chemical polishing. Carry out. However, it is difficult to apply a uniform pressure to the substrate so that the polishing pad has a uniform thickness. The reason is that the frictional force is different for each part within the polishing pad. This is noticeable when polishing a large area substrate.
상부 정반이 부착된 연마 패드(Polishing pad)가 디스플레이 기판에 압력을 가하여 연마를 할 경우, 대개 직사각형 구조로 된 대면적 디스플레이 기판의 엣지 부분, 특히 장변 중앙 엣지 부분은 과연마가 발생한다. 그 이유는 첫째, 엣지 영역 중 장변 엣지 영역은 다른 부분 보다 길고 넓으므로 장변 중앙 엣지 부분은 연마 패드와 접촉시간이 길 수 밖에 없다. 둘째, 상부 정반이 대면적 디스플레이 기판의 엣지 부분에 위치할 때, 상부 정반과 디스플레이의 접촉 면적이 줄어 들어 상부 정반의 하중이 엣지 부분에 집중되어 단위 면적당 압력이 증가하게 되기 때문이다.When polishing is performed by applying pressure to the display substrate by a polishing pad with an upper surface plate attached thereto, over-polishing occurs in an edge portion of a large-area display substrate having a generally rectangular structure, particularly a center edge portion of the long side. The reason is: First, the long-side edge area of the edge area is longer and wider than the other areas, so the long-side center edge area has a long contact time with the polishing pad. Second, when the upper platen is located at the edge portion of the large-area display substrate, the contact area between the upper platen and the display decreases, so that the load of the upper platen is concentrated on the edge portion, thereby increasing the pressure per unit area.
따라서 연마 패드의 수평을 유기하고, 부분 접촉 압력을 조정 내지 제어하여 연마 압력을 높이거나 낮게 할 수 있는 추가적인 기능이 필요하다. Therefore, there is a need for an additional function of increasing or lowering the polishing pressure by controlling the level of the polishing pad and adjusting or controlling the partial contact pressure.
한국특허공보(공개공보번호: 10-2018-0075155, "대면적 기판 연마 장치")는 외주면에 연마패드가 구비되는 원통형의 연마실린더 및 연마 실린더의 수평을 조정하는 수평도 조정 장치를 구비하여 기판의 연마 균일도 및 연마율을 제어하는 기술이 개시되어 있다. 그러나 비접촉 자력을 이용하여 연마 패드의 부분 접촉 압력을 조정 내지 제어하는 기술에 대해서는 개시되어 있지 않다.Korean Patent Publication (Publication Publication No.: 10-2018-0075155, "Large Area Substrate Polishing Device") is a substrate having a cylindrical polishing cylinder equipped with a polishing pad on an outer circumferential surface and a horizontality adjusting device that adjusts the level of the polishing cylinder. Disclosed is a technique for controlling the polishing uniformity and polishing rate. However, a technique for adjusting or controlling a partial contact pressure of a polishing pad using a non-contact magnetic force is not disclosed.
본 발명은 연마 패드를 구비한 상반의 수평도를 조정하고 연마 패드와 기판의 압력을 부분적으로 조정 및 제어하여 디스플레이 기판의 두께 균일도를 높이는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to increase the thickness uniformity of a display substrate by adjusting the horizontality of an upper half equipped with a polishing pad and partially adjusting and controlling the pressure between the polishing pad and the substrate.
이러한 목적을 달성하기 위한 일 양상에 따른 CMP 장치는,CMP apparatus according to an aspect for achieving this purpose,
기판이 안착되고, 회전 구동하는 하부 정반(Lower platen),A lower platen on which the substrate is seated and driven to rotate,
원 형상을 가지고, 하부 정반의 상부에 위치하며, 기판상에서 승하강 구동하는 상부 정반(Upper platen), 및An upper platen having a circular shape, located above the lower platen, and driving up and down on the substrate, and
상부 정반의 상부 일측에 위치하며, 자력에 의해 상부 정반에 부분 압력을 가하는 연마 압력 제어 장치(Polishing pressure control apparatus)를 포함하고,It is located on one side of the upper surface of the upper surface, and includes a polishing pressure control apparatus for applying a partial pressure to the upper surface by magnetic force,
상기 상부 정반(Upper platen)은,The upper platen,
하면에 구비되어 기판과 접촉하고, 하부 정반의 회전에 의한 마찰력에 의해 기판을 연마하기 위한 연마 패드(Polishing pad), 및A polishing pad provided on the lower surface to contact the substrate and for polishing the substrate by frictional force caused by the rotation of the lower platen, and
상면의 가장자리 영역에 구비된 제1의 자석(First magnet)을 포함하고,Including a first magnet (First magnet) provided in the edge region of the upper surface,
상기 연마 압력 제어 장치는,The polishing pressure control device,
제1의 자석의 상부에 근접하게 배치되어 제1의 영구자석과 인력 또는 척력을 발생시키는 제2의 자석(Second magnet) 및A second magnet disposed close to the top of the first magnet to generate attractive force or repulsive force with the first permanent magnet, and
제2의 자석을 지지하는 지지 프레임(Supporting frame),A supporting frame for supporting a second magnet,
지지 프레임에 지지되어, 지지 프레임을 승하강시킴에 의해 제1의 자석과 제2의 자석 간의 간격을 조절하는 구동 모터(Driving motor)를 포함하여 구성될 수 있다.It is supported by the support frame, it may be configured to include a driving motor (driving motor) for adjusting the distance between the first magnet and the second magnet by raising and lowering the support frame.
본 발명은 연마 패드를 구비한 상반의 수평도를 정밀하게 조정할 수 있고, 연마 패드와 기판의 접촉 압력을 부분적으로 제어할 수 있게 하여 균일하고 평탄한 기판의 연마가 가능하게 되고, 또한 비접촉 방식으로 압력을 가하고 제어하므로써 상반의 접촉 및 마찰에 의한 분진(Particle)의 발생 및 파손을 방지할 수 있다. 또한, 정교하고 신속한 연마로 인해 비용을 절감할 수 있다.In the present invention, it is possible to precisely adjust the horizontality of the upper half equipped with the polishing pad, and to partially control the contact pressure between the polishing pad and the substrate, thereby enabling the polishing of a uniform and flat substrate. By applying and controlling dust (Particle) due to contact and friction of the upper half Can be prevented. In addition, the cost can be reduced due to the precise and rapid polishing.
도 1은 OLED TFT 글라스 기판의 CMP 공정 전후를 설명하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 CMP 장치의 상면을 설명하는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 엣지 영역을 연마하는 CMP 장치의 상면 및 기판의 부분 별 종래의 연마량을 설명하는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 연마 압력 제어 기능을 구비한 CMP 장치를 설명하는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 연마 압력 제어 장치를 설명하는 도면이다.
도 6은 또 다른 일 실시예에 따른 연마 압력 제어 장치를 설명하는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 기판의 부분 별 개선된 연마량을 설명하는 도면이다.1 is a diagram explaining before and after a CMP process of an OLED TFT glass substrate.
2 is a diagram illustrating a top surface of a CMP device according to an embodiment.
3 is a diagram illustrating a conventional polishing amount for each portion of a top surface and a substrate of a CMP apparatus for polishing an edge region according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram illustrating a CMP apparatus having a polishing pressure control function according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram illustrating an apparatus for controlling a polishing pressure according to an exemplary embodiment.
6 is a diagram illustrating an apparatus for controlling a polishing pressure according to another exemplary embodiment.
7 is a diagram illustrating an improved polishing amount for each portion of a substrate according to an exemplary embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention through preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Terms used throughout the specification of the present invention are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and can be sufficiently modified according to the intention and custom of a user or operator, so the definitions of these terms are defined throughout the present specification. It will have to be made based on the contents of
또한 전술한, 그리고 추가적인 발명의 양상들은 후술하는 실시예들을 통해 명백해질 것이다. 본 명세서에서 선택적으로 기재된 양상이나 선택적으로 기재된 실시예의 구성들은 비록 도면에서 단일의 통합된 구성으로 도시되었다 하더라도 달리 기재가 없는 한 당업자에게 기술적으로 모순인 것이 명백하지 않다면 상호간에 자유롭게 조합될 수 있는 것으로 이해된다.In addition, the above-described and additional aspects of the invention will become apparent through the following embodiments. Aspects or configurations of the embodiments that are selectively described in the present specification may be freely combined with each other, unless otherwise indicated, unless otherwise indicated, unless otherwise indicated, even if they are shown as a single integrated configuration, they may be freely combined with each other unless it is apparent to those skilled in the art. I understand.
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.Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 2는 일 실시예에 따른 CMP 장치의 상면을 설명하는 도면이다. 도시된 바와 같이, CMP 장치(1000)은 하부 정반(Lower platen, 100), 상부 정반(Upper platen, 200), 암(300), 가압 구동수단(400), 제어부(800)를 포함하여 구성될 수 있다. 하부 정반(100)은 디스플레이 기판(10)이 안착될 수 있는 플레이트이다. 하부 정반(100)은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 구동할 수 있고, 디스플레이 기판(10)과 대응되는 형상, 즉 사각형의 형상을 가질 수 있다. 2 is a diagram illustrating a top surface of a CMP device according to an embodiment. As shown, the
디스플레이 기판(10)은 SiO2층과 Poly-Si층으로 구성된 OLED TFT 글라스일 수 있으며, 디스플레이 기판이 될 수 있는 어떤 기판도 이에 해당될 수 있다. 하부 정반(100)의 회전에 의해 디스플레이 기판(10)도 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 도시된 바와 같이, 하부 정반이 반시계 방향으로 회전함에 따라 디스플레이 기판(10)도 반시계 방향으로 회전한다.The
상부 정반(200)은 디스플레이 기판(10)과 마찰을 일으켜 기판의 평탄화 또는 두께 균일화를 위한 플레이트로서 원형의 플레이트일 수 있다. The
상부 정반(200)은 원형의 플레이트이므로 회전이 용이하여 연마 성능이 뛰어 나다. 상부 정반(200)은 하부 정반의 회전에 의한 마찰력에 의해 디스플레이 기판을 연마할 수 있다.Since the
상부 정반(200)은 하부 정반의 상측(Over)에 배치되고, 가압 구동 수단(400)에 의해 승하강 구동이 가능할 수 있다. 상부 정반(200)은 상부에 상부 정반 커버를 구비하며 상부 정반 커버는 슬러리(Slurry)가 유입되고 배출되는 슬러리 홀(210)이 구비될 수 있다. 슬러리 홀은 파이프(미도시)와 연결되어 외부로부터 슬러리를 공급 받을 수 있다.The
암(300)은 상부 정반(200)과 가압 구동수단(400)을 연결하며 힌지(Hinge) 결합되어 있을 수 있다. The
가압 구동수단(400)은 가압 구동수단(400)은 스윙 암(300)의 일단에 연결되어 상부 정반(200)을 승하강시키는 기능을 수행하여 상부 정반이 디스플레이 기판(10)에 접촉 및 비접촉하도록 할 수 있다. 또한, 가압 구동수단(400)은 암(300)의 일단에 수평 방향의 힘을 일으킬 수 있으며 이로 인해 상부 정반(200)도 수평 방향으로 이동이 가능할 수 있다. 가압 구동수단(400)은 실린더 방식이 바람직하나 모터 방식도 적용될 수 있고, 양자를 결합한 방식, 예를 들어 승강 구동은 실린더 방식으로 적용 하고 수평 구동은 모터 방식으로 적용할 수도 있다. 가압 구동수단(400)은 제어부(800)에 전기적으로 연결되어 동작이 제어될 수 있다.The pressure driving means 400 is connected to one end of the
도 3은 일 실시예에 따른 엣지 영역을 연마하는 CMP 장치의 상면 및 기판의 부분 별 종래의 연마량을 설명하는 도면이다. 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 상부 정반(200)은 디스플레이 기판(10)의 모서리(엣지) 영역을 연마하고 있다. 상부 정반(200)의 중심이 엣지(가장자리) 영역으로 치우칠수록, 그리고 장변 엣지 영역일수록 연마량이 많아지게 되어 기판의 두께 균일도를 도모할 수 없는 문제가 발생한다. 3 is a diagram illustrating a conventional polishing amount for each portion of a top surface and a substrate of a CMP apparatus for polishing an edge region according to an exemplary embodiment. As shown in FIG. 3A, the
그 이유는, 첫째, 장변 엣지 부분은 다른 부분 보다 넓으므로 장변 중앙 엣지 부분은 연마 패드와 접촉시간이 길 수 밖에 없다. 둘째, 상부 정반이 대면적 디스플레이 기판의 엣지 부분에 위치할 때, 상부 정반과 디스플레이의 접촉 면적이 줄어 들어 상부 정반의 하중이 엣지 부분에 집중되고 상부 정반의 처짐이 발생하여 단위 면적당 압력이 증가하게 되기 때문이다. 이로 인해 가장자리 영역(모서리 영역)은 과연마(Over-polishing)가 발생하게 된다.The reason is, first, since the long side edge portion is wider than the other portions, the long side center edge portion has a long contact time with the polishing pad. Second, when the upper platen is located at the edge of the large-area display substrate, the contact area between the upper platen and the display decreases, so that the load of the upper platen is concentrated on the edge portion and sagging of the upper platen occurs, thereby increasing the pressure per unit area. Because it becomes. As a result, over-polishing occurs in the edge area (corner area).
도 3(b)에 도시된 바와 같이, 디스플레이 기판(10)의 모서리부(엣지부)의 연마량(중간값 : 192.24 Å)과 중앙부의 연마량(중간값 : 125.931 Å)에서 상당한 차이가 발생하였다. 이는 두께 균일도 저하가 발생하여 디스플레이 패널의 불량을 야기시킬 수 있다.As shown in Fig. 3(b), a significant difference occurs between the amount of polishing (median value: 192.24 Å) and the amount of polishing (median value: 125.931 Å) of the edge portion (edge portion) of the
도 4는 일 실시예에 따른 연마 압력 제어 기능을 구비한 CMP 장치를 설명하는 도면이다. 도 4(a)는 제2의 자석(501)이 승강한 CMP 장치를 설명하는 도면이고, 도 4(b)는 제2의 자석(501)이 하강한 CMP 장치를 설명하는 도면이다. 4 is a diagram illustrating a CMP apparatus having a polishing pressure control function according to an exemplary embodiment. FIG. 4A is a diagram illustrating a CMP apparatus in which the
도시된 바와 같이, 연마 압력 제어 기능을 구비한 CMP 장치(1000)는, 하부 정반(100, Lower platen), 상부 정반(200, Upper platen), 스윙 암(300, Swing arm), 연마 압력 제어 장치(500, Polishing pressure control device)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown, the
하부 정반(100)은 디스플레이 기판(10)이 안착되고, 회전 구동할 수 있다. 디스플레이 기판은 OLED TFT 글라스 기판일 수 있으나 디스플레이 패널 제작을 위한 기판이면 충분하다. 하부 정반(100)은 모터(미도시)가 부착되어 모터의 회전에 의해 수평 회전할 수 있다.The
상부 정반(200)은 원 형상을 가지고, 하부 정반의 상부에 위치하며, 기판상에서 승하강 구동할 수 있다. 승하강 구동은 가압 구동수단(400)에 의해 구동될 수 있다. 상부 정반이 원형상으로 인해 정교한 부분 압력을 가하기에 유리하다. 상부 정반은 수직 방향으로 슬러리 홀(210)이 구비되어 있을 수 있다.The
상부 정반(200)은 하면에 구비되어 기판과 접촉하고, 하부 정반의 회전에 의한 마찰력에 의해 기판을 연마하기 위한 연마 패드(미도시)와 상면의 가장자리 영역에 구비된 제1의 자석(101, First magnet)을 포함한다. 제1의 자석은 복수개로 분할된 자석이 원주를 따라 상부 정반 상부에 배열되어 있을 수 있다. 제1의 자석은 영구 자석일 수도 있고 전자석일수도 있으나 영구 자석이 바람직하다. 복수개의 제1의 자석의 수량을 변경하여 압력을 조절할 수 있다. The
하부 정반이 회전하면 안착된 기판도 함께 회전하게 되는데 상부 정반의 연마 패드가 디스플레이 기판에 접촉 및 압력을 가함으로 인해 상부 정반도 함께 회전하면서 마찰력이 생겨나게 될 수 있다.When the lower platen rotates, the seated substrate also rotates. As the polishing pad of the upper platen contacts and applies pressure to the display substrate, the upper platen also rotates, resulting in frictional force.
연마 압력 제어 장치(500)는 상부 정반의 상부 일측에 위치하며, 자력에 의해 상부 정반에 부분 압력을 가할 수 있다. 연마 압력 제어 장치(500)는 MBA(Magnetic Balance Apparatus)로 일컬을 수 있다. The polishing
연마 압력 제어 장치는, 제1의 자석의 상부에 근접하게 배치되어 제1의 자석과 인력 또는 척력을 발생시키는 제2의 자석(501, Second magnet), 제2의 자석을 지지하는 지지 프레임(502, Supporting frame) 및 지지 프레임에 지지되어, 지지 프레임을 승하강시킴에 의해 제1의 자석과 제2의 자석 간의 간격을 조절하는 구동 모터(Driving motor)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 4(a)에서 도시된 바와 같이, 상부 정반(200)의 일측에 자기력을 가할 필요가 없을 경우에는 제1의 자석과 제2의 자석의 간격이 멀도록 제2의 자석이 승강되어 있는 반면, 도 4(b)에서 도시된 바와 같이, 상부 정반(200)의 일측에 자기력을 가할 필요가 있을 경우에는 제1의 자석과 제2의 자석의 간격이 좁도록 제2의 자석이 하강되어 있다. The polishing pressure control device includes a second magnet 501 (second magnet) that is disposed close to an upper portion of the first magnet to generate attractive or repulsive force with the first magnet, and a
도 5는 일 실시예에 따른 연마 압력 제어 장치를 설명하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 연마 압력 제어 장치(500)은 제2의 자석(501), 지지 프레임(502), 구동 모터(503), 센서(504), 기어(506), LM 가이드(507)를 포함하여 구성될 수 있다. 연마 압력 제어 장치(500)는 스윙 암(300)에 고정되어 있을 수 있다. 5 is a diagram illustrating an apparatus for controlling a polishing pressure according to an exemplary embodiment. As shown, the polishing
제2의 자석(501)은 영구 자석일 수도 있고 전자석일수도 있으나 영구 자석이 바람직하다. 제2의 자석은 제1의 자석(101)과 자기력을 발생 시킬 수 있을 정도로 충분히 근접하게 배치되어 있다. 제2의 자석은 제1의 자석(101)과 반경이 다르게 하여 영향력을 조절할 수 있다. 제2의 자석(501)과 제1의 자석(101)은 같은 극성(N극-N극 또는 S극-S극)으로 마주 보게 배치되어 척력이 발생할 수 있고, 또한, 같은 극성(N극-S극 또는 S극-N극)으로 마주 보게 배치되어 인력이 발생할 수도 있다. 이로 인해 상부 정반의 일부 영역, 특히 일부 가장자리 영역에 압력을 더 가하거나 덜 가하여 부분적으로 압력 조절이 수행될 수 있다. The
예를 들어, 디스플레이 기판의 모서리(가장자리) 영역에서 과연마가 진행되고 있는 경우, 디스플레이 기판의 모서리(가장자리) 영역에 접촉하고 있는 상부 정반의 일부 영역은 감압 제어를 하여 연마량이 작게 되도록 제어할 수 있다. 만일 디스플레이 기판의 중앙부가 부족 연마가 진행되고 있는 경우, 디스플레이 기판의 중앙 영역에 접촉하고 있는 상부 정반의 일부 영역은 가압 제어할 수 있다. 이로 인해 균일한 두께의 제어에 유리하다. For example, when over-polishing is in progress in the edge (edge) area of the display substrate, a partial area of the upper platen in contact with the edge (edge) area of the display substrate can be controlled to reduce the amount of polishing by depressurizing control. . If the central portion of the display substrate is undergoing insufficient polishing, a partial area of the upper surface that is in contact with the central area of the display substrate may be pressurized. This is advantageous in controlling uniform thickness.
연마 압력이 제어되는 영역은 상부 정반의 영역 중 제2의 자석(501)과 인력 또는 척력의 자기력이 미치는 영역이며, 제2의 자석(501)과 가장 근접한 제1의 자석(101)에서 가장 큰 자기력이 미칠 것이다. The area in which the polishing pressure is controlled is the area where the
지지 프레임(502)은 제2의 자석을 고정 지지할 수 있다. 지지 프레임(502)은 제2의 자석(501)을 지지하고 있을 수 있다. 기어(506)는 1개일 수 있고, 3개 이상일 수도 있다. 기어는 볼스크류 타입일 수 있다. The
구동 모터(503)는 기어(506)와 연결되어 지지 프레임(502)을 승하강시킬 수 있다. 구동 모터는 서보 모터일 수 있고 지지 프레임에 의해 지지되어 있을 수 있다. 이로 인해 지지 프레임(502)에 고정 지지된 제2의 자석(501)도 함께 승하강되어 제1의 자석(101)과의 간격이 변화될 수 있다. 따라서 자기력의 세기가 변화되어 상부 정반 영역에서 부분적으로 압력의 세기가 조절될 수 있어 연마 패드와 디스플레이 기판 간 접촉 압력이 조절되고 마찰력이 조절될 수 있다. 구동 모터(503)는 도 2의 제어부(800)에 전기적으로 연결되어 동작이 제어될 수 있다.The
기어(506)는, 구동 모터와 연결되어, 구동 모터의 회전 운동을 병진 운동으로 전환하여 지지 프레임을 승하강시킬 수 있다. 이로 인해 제2의 자석도 함께 승하강하게 된다.The
연마 압력 제어 장치(500)는 LM 가이드(507)를 더 포함할 수 있다.The polishing
또 다른 일 실시예에 따른 CMP 장치에 있어서, 상기 연마 압력 제어 장치(500)는, 제1의 자석과 제2의 자석 간의 간격을 감지하는 센서(504)를 더 포함할 수 있다. 센서(504)는 모터의 보호와 자석간의 충돌을 방지하기 위해 위치를 검출 하고 조절할 수 있다. 센서(504)는 갭 센서(Gap sensor)로 구성될 수 있고 그 외에 간격을 감지하는 센서를 모두 포함한다. 센서(504)는 연마 압력 제어 장치(500)의 초기 위치를 기억하기 위한 용도로 사용될 수 있으며, 연마 압력 제어 장치(500)의 상승 또는 하강 시 이동거리 제한(Limit) 목적으로도 사용될 수 있다. 따라서, 상한 거리 감지용, 홈 위치 감지용 및 하한 위치 감지용의 목적으로 총 3개의 센서가 적용될 수 있다.In the CMP apparatus according to another embodiment, the polishing
또 다른 일 실시예에 따른 CMP 장치에 있어서, 센서가 생성하는 제1의 자석과 제2의 자석 간의 간격 데이터를 수신하고 이에 따라 구동 모터의 동작을 제어하는 제어부(800)를 더 포함할 수 있다. In the CMP apparatus according to another embodiment, the
또 다른 일 실시예에 따른 CMP 장치에 있어서, 하부 정반 일측에 설치되고, 디스플레이 기판의 두께를 실시간으로 검출하는 두께 검출부(505)를 더 포함할 수 있다. 두께 검출부로 인해 연마 과정에서 디스플레이 기판의 두께를 체크하고 제어부에 데이터를 전송할 수 있다.In the CMP apparatus according to another exemplary embodiment, a
두께 검출부(505)는 발광부와 수광부로 구성되어, 디스플레이 기판의 굴절률을 기반으로 디스플레이 기판의 두께를 검출할 수 있다. 또한, 두께 검출부(505)는 상부 정반의 중심 또는 일측에 고정되어 배치될 수도 있고, 스윙 암(300)에 고정 배치되어 디스플레이 기판의 상부로 직접 빛을 조사 및 수광할 수 있다. 두께 검출부(505)는 도 2의 제어부(800)에 전기적으로 연결되어 측정 데이터를 제공할 수 있다. 제어부(800)은 두께 검출부(505), 연마 압력 제어 장치(500), 가압 구동수단(400), 하부 정반(100)과 전기적으로 연결되어 데이터를 제공 받고 동작을 제어할 수 있다.The
도 6은 또 다른 일 실시예에 따른 연마 압력 제어 장치를 설명하는 도면이다. 도 6(a)와 도 6(b)는 연마 압력 제어 장치(500)의 측면에 관한 도면이고, 도 6(c)는 배면에 관한 도면이다.6 is a diagram illustrating an apparatus for controlling a polishing pressure according to another exemplary embodiment. 6(a) and 6(b) are views of the side of the polishing
도 7은 일 실시예에 따른 기판의 부분 별 개선된 연마량을 설명하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 디스플레이 기판(10)의 모서리부(엣지부)의 연마량(중간값 : 103.625 Å)과 중앙부의 연마량(중간값 : 119.618 Å)에서 차이가 줄어 들었다. 이로 인해 기판의 두께 균일도가 향상되었다.7 is a diagram illustrating an improved polishing amount for each portion of a substrate according to an exemplary embodiment. As shown, the difference between the polishing amount (median value: 103.625 Å) and the polishing amount (median value: 119.618 Å) of the edge portion (edge portion) of the
1000 : CMP 장치
10 : 디스플레이 기판
100 : 하부 정반
101 : 제1의 자석
200 : 상부 정반
210 : 슬러리 홀
300 : 스윙 암
400 : 가압 구동수단
500 : 연마 압력 제어 장치
501 : 제2의 자석
502 : 지지 프레임
503 : 구동 모터
504 : 센서
505 : 두께 검출부
506 : 기어
507 : LM 가이드
800 : 제어부1000: CMP device
10: display substrate
100: lower platen
101: first magnet
200: upper platen
210: slurry hole
300: swing arm
400: pressure drive means
500: polishing pressure control device
501: second magnet
502: support frame
503: drive motor
504: sensor
505: thickness detection unit
506: gear
507: LM Guide
800: control unit
Claims (6)
원 형상을 가지고, 하부 정반의 상부에 위치하며, 기판상에서 승하강 구동하는 상부 정반; 및
상부 정반의 상부 일측에 위치하며, 자력에 의해 상부 정반의 일부 영역에 압력을 가하는 연마 압력 제어 장치;를 포함하고,
상기 상부 정반은,
하면에 구비되어 기판과 접촉하고, 하부 정반의 회전에 의한 마찰력에 의해 기판을 연마하기 위한 연마 패드; 및
상면의 가장자리 영역에 구비된 제1의 영구 자석;을 포함하고,
상기 연마 압력 제어 장치는,
제1의 영구 자석의 상부에 근접하게 배치되어 제1의 영구자석과 척력을 발생시키고 아치 형상을 가지는 제2의 영구 자석;
제1의 영구 자석과 제2의 영구 자석 간의 간격을 감지하는 센서;
제2의 영구 자석을 지지하는 지지 프레임; 및
지지 프레임에 지지되어, 지지 프레임을 승하강시킴에 의해 제1의 영구 자석과 제2의 영구 자석 간의 간격을 조절하는 구동 모터; 및
센서가 생성하는 제1의 영구 자석과 제2의 영구 자석 간의 간격 데이터를 수신하고 이에 따라 구동 모터의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 CMP 장치.A lower surface on which a rectangular large-area display substrate is mounted and is driven to rotate;
An upper platen which has a circular shape, is located above the lower platen, and drives up and down on the substrate; And
It is located on one side of the upper surface of the upper surface, and a polishing pressure control device for applying pressure to a partial area of the upper surface by magnetic force; includes,
The upper platen,
A polishing pad provided on a lower surface to contact the substrate and for polishing the substrate by frictional force caused by rotation of the lower platen; And
Including; a first permanent magnet provided in the edge region of the upper surface,
The polishing pressure control device,
A second permanent magnet disposed close to an upper portion of the first permanent magnet to generate a repulsive force with the first permanent magnet and having an arcuate shape;
A sensor for sensing a gap between the first permanent magnet and the second permanent magnet;
A support frame for supporting a second permanent magnet; And
A drive motor that is supported by the support frame and adjusts a distance between the first permanent magnet and the second permanent magnet by raising and lowering the support frame; And
A CMP apparatus comprising a; a control unit for receiving the distance data between the first permanent magnet and the second permanent magnet generated by the sensor and controlling the operation of the driving motor accordingly.
하부 정반 일측에 설치되고, 디스플레이 기판의 두께를 실시간으로 검출하는 두께 검출부;를 더 포함하는 CMP 장치.The method of claim 1,
A CMP apparatus further comprising a; thickness detection unit installed on one side of the lower platen and detecting a thickness of the display substrate in real time.
두께 검출부는,
발광부와 수광부로 구성되어, 디스플레이 기판의 굴절률을 기반으로 디스플레이 기판의 두께를 검출하는 CMP 장치.The method of claim 2,
The thickness detection unit,
A CMP device comprising a light emitting unit and a light receiving unit to detect the thickness of a display substrate based on the refractive index of the display substrate.
상기 연마 압력 제어 장치는,
구동 모터와 연결되어, 구동 모터의 회전 운동을 병진 운동으로 전환하여 지지 프레임을 승하강시키는 기어;를 더 포함하는 CMP 장치.The method of claim 1,
The polishing pressure control device,
A gear connected to the drive motor to convert the rotational motion of the drive motor into a translational motion to raise and lower the support frame; CMP device further comprising.
Priority Applications (1)
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002217153A (en) * | 2001-01-16 | 2002-08-02 | Nikon Corp | Polishing apparatus, manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device |
JP2009113149A (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Disco Abrasive Syst Ltd | Grinder |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11198026A (en) * | 1998-01-16 | 1999-07-27 | Ebara Corp | Polishing device |
JP3706306B2 (en) * | 1999-04-02 | 2005-10-12 | エンジス コーポレーション | Module control platen manufacturing system and method |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002217153A (en) * | 2001-01-16 | 2002-08-02 | Nikon Corp | Polishing apparatus, manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device |
JP2009113149A (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Disco Abrasive Syst Ltd | Grinder |
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