KR102442212B1 - 연마 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시예의 연마 장치는 제1 곡률로 휘어진 기판이 안착되고 제1 곡률에 대응하는 제2 곡률을 갖는 안착면을 구비한 기판 지지부를 포함하는 지그 유닛 및 회전하여 기판의 가공면을 연마하는 연마 유닛을 포함하고, 연마 유닛은 복수 개의 연마부들, 연마부들의 상부에 배치되어 연마부들을 고정시키는 회전판, 연마부들 각각을 회전판에 연결하는 복수 개의 결합부재들 및 회전판을 회전시키는 연마 구동부를 포함하여, 곡면을 갖는 기판의 표면을 균일하게 연마할 수 있으며, 연마 공정 진행 중에 발생하는 이물질이 기판에 유입되는 것을 방지할 수 있다.

Description

연마 장치{POLISHING APPARATUS}
본 발명은 연마 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 곡률을 갖는 휘어진 기판을 연마하는 연마 장치에 관한 것이다.
기판, 특히 표시장치의 윈도우로 쓰이는 기판은 강화유리, 플라스틱이 대부분이다. 이러한 기판은 디자인 및 투명성 유지를 위한 광학적 목적으로 균일한 표면 평탄화가 요구된다.
최근에는 휘어진 표시 장치에 대한 수요가 증가되면서, 휘어진 기판의 표면을 균일하게 가공하는 기술을 필요로 하고 있다. 하지만, 종래의 연마 장치의 경우 연마되는 기판에 수직하는 방향으로 압력을 가하여 연마하는 방법을 사용하고 있어, 곡면을 갖는 기판 표면의 가공 품질이 균일하지 않은 문제가 있다.
본 발명의 목적은 곡률을 가지며 휘어진 기판을 안착시키며, 기판의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는 기판 지지부를 연마 장치에 포함하여, 곡면 기판의 연마 품질을 개선하는 것이다.
일 실시예는 제1 곡률로 휘어진 기판이 안착되고 상기 제1 곡률에 대응하는 제2 곡률을 갖는 안착면을 구비한 기판 지지부를 포함하는 지그 유닛; 및 회전하여 상기 기판의 가공면을 연마하는 적어도 하나의 연마부를 포함하는 연마 유닛; 을 포함할 수 있다. 상기 연마 유닛은 복수 개의 연마부들; 상기 연마부들의 상부에 배치되어, 상기 연마부들을 고정시키는 회전판; 상기 연마부들 각각을 상기 회전판에 연결하는 복수 개의 결합부재들; 및 상기 회전판을 회전시키는 연마 구동부를 포함하는 연마 장치를 제공한다.
상기 제1 곡률과 상기 제2 곡률은 동일할 수 있다.
상기 지그 유닛은 상기 기판 지지부가 배치되는 회전 테이블; 및 상기 회전 테이블을 회전시키는 지그 구동부; 를 더 포함할 수 있다.
상기 결합부재들 각각의 일측 단부에는 고정부가 형성되며, 상기 회전판은 복수 개의 고정부들에 각각 대응되는 복수 개의 결합홈들을 포함하고, 상기 연마부들 각각의 위치는 상기 고정부들이 상기 결합홈들에서 각각 고정되는 위치에 따라 변경될 수 있다.
삭제
상기 결합부재들은 상기 연마부들을 각각 회전시키는 회전축일 수 있으며, 상기 결합부재는 상기 가공면과 나란하게 배치될 수 있다.
상기 기판 지지부는 상기 기판을 고정하는 복수 개의 진공흡입구들을 포함할 수 있다.
상기 기판 지지부는 내부에 빈 공간을 제공하며, 상기 제2 곡률에 대응하는 반지름을 갖는 원기둥 형상일 수 있다.
상기 기판 지지부는 상기 제2 곡률에 대응하는 반지름을 가지며, 상기 반지름이 높이보다 더 크게 제공되는 원기둥 형상일 수 있다.
상기 기판 지지부는 제1 방향으로 회전하고, 상기 연마부는 상기 제1 방향과 반대 방향으로 회전할 수 있다.
상기 지그 유닛을 회전시키는 구동부를 더 포함하고, 상기 기판 지지부는 내주면 또는 외주면 중 어느 하나의 면에 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 홈들을 포함하며, 상기 구동부는 상기 복수 개의 홈들에 대응하여 삽입되는 복수 개의 돌출부들을 갖는 구동 기어를 포함할 수 있다.
상기 기판 지지부는 복수 개이고, 상기 복수 개의 기판 지지부는 적층되어 배치될 수 있다.
상기 연마부는 원기둥 형상의 몸체; 및 상기 몸체의 외주면을 감싸고 배치되는 연마층; 을 포함할 수 있다.
상기 연마층은 연마시트, 연마패드, 브러쉬 또는 스펀지 중 어느 하나일 수 있다.
상기 연마부는 원기둥 형상을 가지며 중심 영역에 배치되는 제1 서브 연마부; 및 상기 제1 서브 연마부에서 연장되며, 단차부를 포함하는 제2 서브 연마부; 를 포함하며, 상기 제2 서브 연마부는 상기 제1 서브 연마부보다 증가된 원주 길이를 제공할 수 있다.
상기 제2 서브 연마부는 상기 제1 서브 연마부의 상부 영역 또는 하부 영역 중 적어도 어느 하나의 영역에 배치될 수 있다.
상기 연마층은 상기 제1 서브 연마부에 배치되는 제1 연마층과 상기 제2 서브 연마부에 배치되는 제2 연마층을 포함하고, 상기 제1 연마층과 상기 제2 연마층은 서로 다른 표면 거칠기를 가질 수 있다.
일 실시예의 연마 장치는 휘어진 기판을 고정하는 안착면이 기판의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는 기판 지지부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 곡면을 갖는 기판의 표면을 균일하게 연마할 수 있다. 또한, 기판이 연마부와 나란하게 세워져서 가공될 수 있어, 연마 공정 진행중의 이물질이 기판에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예의 연마 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예의 연마 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2의 연마 장치에서의 기판 지지부와 연마부를 나타낸 사시도이다.
도 4은 도 2의 연마 장치에서 기판 지지부와 기판의 배치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 2의 연마 장치의 단면도이다.
도 6은 도 2의 연마 장치의 평면도이다.
도 7은 일 실시예의 연마 장치의 사시도이다.
도 8a 내지 도 8b는 일 실시예에서의 기판 지지부의 배치를 나타낸 사시도와 단면도이다.
도 9는 일 실시예의 연마 장치의 사시도이다.
도 10은 일 실시예의 연마 장치의 사시도이다.
도 11a는 일 실시에의 연마부의 사시도이다.
도 11b는 일 실시예의 연마부의 사시도이고, 도 11c는 도 11b의 연마부에 의하여 연마되는 기판의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 일부 구성요소의 스케일을 과장하거나 축소하여 나타내었다. 명세서 전체에 걸쳐 유사한 참조 부호는 유사한 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 어떤 층이 다른 층의 '상에' 형성된다(배치된다)는 것은, 두 층이 접해 있는 경우뿐만 아니라 두 층 사이에 다른 층이 존재하는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 어떤 층의 일면이 평평하게 도시되었지만, 반드시 평평할 것을 요구하지 않으며, 적층 공정에서 하부층의 표면 형상에 의해 상부층의 표면에 단차가 발생할 수도 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 장치(100A)의 사시도이다. 일 실시예의 연마 장치(100A)는 지그 유닛(JU)과 연마 유닛(PU)을 포함할 수 있다. 지그 유닛(JU)은 기판(SUB)을 안착하는 안착면을 갖는 기판 지지부(SP)를 포함할 수 있다.
연마 장치(100A)에 의하여 가공되는 기판(SUB)은 유리 또는 플라스틱 기판일 수 있으며, 예를 들어 표시 장치의 윈도우에 쓰이는 아크릴 수지, 강화유리 등을 재질로 하는 기판이 될 수 있다. 하지만, 연마 대상이 되는 기판의 종류는 이에 한정되지 않는다.
기판(SUB)은 곡률을 가지고 휘어진 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판은 일 방향으로만 휘어진 것으로 단일 곡률을 갖는 기판일 수 있다. 일 실시예의 연마 장치(100A)는 주로 기판의 표면을 가공하는 것일 수 있다. 연마 장치에 의하여 가공되는 기판의 표면은 기판의 전면 또는 배면일 수 있다. 예를 들어, 단일 곡률을 갖는 기판의 경우 휘어진 표면이 볼록한 부분이 전면, 이와 반대 면이 배면일 수 있다. 일 실시예의 연마 장치는 기판의 전면 또는 배면 중 적어도 하나의 면을 가공할 수 있다.
기판 지지부(SP)는 휘어진 기판(SUB)의 곡률에 대응한 곡률을 가지는 안착면을 가질 수 있다. 기판(SUB)이 고정되는 안착면은 기판 지지부의 내주면(SP-I) 또는 외주면(SP-O)일 수 있다.
기판 지지부에서 기판이 안착되는 면인 기판 지지부의 내주면(SP-I) 또는 외주면(SP-O)은 기판의 곡률에 대응한 곡률을 갖는 곡면일 수 있다. 예를 들어, 휘어진 기판(SUB)이 제1 곡률을 가지고, 기판 지지부(SP)의 안착면이 제2 곡률을 가지면, 제1 곡률과 제2 곡률은 동일할 수 있다. 또한, 기판(SUB)의 안착면이 기판 지지부의 내주면(SP-I)일 경우 가공되는 기판의 곡률과 기판 지지부의 내주면의 곡률이 동일할 수 있다. 이와 달리 기판의 안착면이 기판 지지부의 외주면(SP-O)이 되는 경우 기판의 곡률과 기판 지지부의 외주면의 곡률이 동일할 수 있다. 기판의 곡률과 기판 지지부의 곡률이 대응되도록 기판 지지부를 형성하여 기판의 곡면을 따라 연마부가 균일하게 기판 표면을 연마할 수 있어 균일한 연마 품질을 얻을 수 있다.
일 실시예의 기판 장치에서 기판 지지부는 윗면과 아랫면을 관통하도록 내부가 비어있는 원기둥 형상일 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부의 높이 방향에 수직하는 절단면의 형상은 고리 형상일 수 있다. 이 경우의 휘어진 기판이 고정되는 안착면은 원기둥 형상의 내주면(SP-I)일 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 기판 지지부에서 기판이 안착되는 내면이 아닌 기판 지지부의 외면의 절단면의 형상은 원형이 아닐 수 있다. 예를 들어, 기판의 안착면이 되는 기판 지지부의 내주면의 절단면 형상은 원형이고 기판 지지부의 외측면의 절단면은 내주면의 절단면과 다른 형태의 곡면 형상 또는 다각형 형상일 수 있다.
기판 지지부는 연마 공정에서의 손상을 최소화하기 위하여 금속 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부는 스테인리스스틸(SUS) 등을 포함하여 형성될 수 있다.
지그 유닛(JU)은 회전테이블(RT)을 구동시키는 회전 동력을 제공하는 지그 구동부(JD)를 더 포함할 수 있다. 지그 구동부(JD)는 회전 테이블(RT)의 회전축과 연결될 수 있으며, 회전축으로 전달된 동력이 회전 테이블을 회전시켜 기판 지지부가 시계 방향 또는 반시계방향으로 회전하도록 할 수 있다.
연마 유닛(PU)은 기판(SUB)의 표면을 연마하는 연마부(PP)를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또한, 연마 유닛(PU)은 적어도 하나의 연마부(PP)를 회전시키는 연마 구동부(PD)를 더 포함할 수 있다. 한편, 도 1의 실시예에서는 하나의 연마부(PP)만이 도시되어 있으나, 연마 유닛(PU)은 복수 개의 연마부(PP)를 포함할 수도 있다.
한편, 도 1에서 지그 구동부(JD)와 연마 구동부(PD)를 모두 도시하고 있으나, 실시예는 이에 한정하지 않으며, 지그 구동부(JD)와 연마 구동부(PD) 중 어느 하나가 생략될 수도 있다. 예를 들어, 기판 지지부(SP)가 배치된 회전테이블(RT)은 고정되어 배치되고, 연마부(PP) 만을 회전하여 기판을 가공할 수 있다. 이때, 연마 장치는 연마 구동부를 포함하는 것일 수 있으며, 연마 구동부는 선택적으로 연마부를 구동시킬 수 있다. 이와 달리, 연마부가 고정되고 기판 지지부가 배치된 회전 테이블을 회전시키는 경우, 연마 장치는 지그 구동부 만을 포함할 수도 있다.
또한, 지그 구동부와 연마 구동부를 모두 포함하는 실시예에 있어서도, 어느 하나의 구동부만이 동력을 제공하기 위하여 동작할 수 있다. 연마 구동부 및 지그 구동부가 모두 동작하는 경우 기판 연마 공정의 생산성이 향상될 수 있다.
도 1의 실시예에서는 회전테이블(RT) 상에 기판 지지부(SP)가 하나만 배치된 경우를 도시하고 있으나, 실시예는 이에 한정하지 않으며 회전테이블(RT) 상에 복수의 기판 지지부(SP)가 배치될 수 있다. 또한, 각각의 기판 지지부는 회전 테이블 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 각각의 기판 지지부에 대응하여 복수의 연마부가 배치될 수 있다.
도 2는 연마 장치(100B)의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2의 연마 장치(100B)에서 기판 지지부(SP)와 연마부(PP)의 구성을 갖는 연마 유닛(PU)을 나타낸 사시도이다
도 2의 연마 장치(100B)는 지그 유닛과 연마 유닛을 포함할 수 있다. 지그 유닛은 회전테이블(RT), 회전테이블 상에 배치된 기판 지지부(SP) 및 회전테이블을 구동하는 지그 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
연마 유닛은 적어도 하나의 연마부(PP)와 적어도 하나의 연마부를 고정시키는 회전판(RP)을 포함할 수 있다. 또한, 연마부(PP)와 회전판(RP) 사이에는 결합부재(JP)가 배치되어, 연마부(PP)와 회전판(RP)을 연결할 수 있다. 또한, 회전판(RP)을 구동시키는 연마 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 결합부재(JP)의 일측 단부에는 고정부(JP-E)가 배치되며, 고정부(JP-E)가 회전판(RP) 상에 배치되어 연마부(PP)의 위치가 고정될 수 있다.
연마부(PP)와 연결되는 결합부재(JP)는 연마부(PP)의 상측면의 중앙에 배치될 수 있다. 결합부재(JP)는 연마부(PP) 상에 고정되고, 연마부를 회전시키는 회전축이 될 수 있다. 또한, 결합부재의 일단에 배치된 고정부(JP-E)는 회전판에 형성된 홀(RP-H)에 삽입되어 회전판에 고정될 수 있다.
고정부에 의하여 연마부의 위치가 고정되게 하여, 연마부와 기판의 가공면과의 간격을 조절할 수 있다. 예를 들어, 연마부가 기판의 가공면에 인접하도록 배치하는 경우 기판의 표면에 압력이 가해질 수도 있다.
연마 장치(100B)에서 연마부(PP)는 가공되는 기판(SUB)과 나란하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 연마부의 회전축이 되는 결합부재(JP)는 기판(SUB)의 가공면과 나란하게 배치될 수 있다. 따라서, 기판이 기판 지지부에 배치되는 위치에 관계 없이 가공면에 연마부가 균일하게 제공될 수 있어 기판 전체에서 연마 품질을 균일하게 할 수 있다. 또한, 하나의 가판의 가공면 안에서도 가공면의 곡면을 따라 전체적으로 연마부가 제공될 수 있다. 한편, 기판의 가공면과 회전축이 되는 결합부재가 나란하게 배치되도록 하여, 기판 연마 공정에서 발생하는 연마 부산물 등의 이물질이 연마되는 기판의 표면에 남아 있지 않고 아래 방향으로 배출되도록 할 수 있다. 따라서, 연마 공정 상에서 야기될 수 있는 품질 불량 문제를 개선할 수 있다
도 2 내지 도 3의 실시예에서, 연마 장치(100A, 100B)의 지그 유닛은 연마 공정 상 요구되는 기판의 연마도에 따라 어느 하나가 회전하거나 어느 하나가 고정될 수 있다. 또한, 지그 유닛은 제1 방향(RD1)으로 회전하고, 연마 유닛은 지그 유닛과 반대 방향(RD2)으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 지그 유닛은 반시계 방향으로 회전하고, 이때 연마 유닛은 시계방향으로 회전할 수 있으며, 방향은 서로 달라질 수 있다. 또한, 연마 유닛과 지그 유닛의 회전 속도는 서로 다를 수 있다.
도 4는 기판이 안착되는 기판 지지부(SP)의 사시도이다. 기판 지지부(SP)는 바닥면(SP-B)과 측면(SP-S)으로 이루어지며 내부가 비어있는 원기둥 형상일 수 있다. 또한, 기판 지지부(SP)는 일정 두께(T1)를 가질 수 있다. 한편, 기판 지지부에서 바닥면(SP-B)은 생략될 수 있다.
또한, 기판 지지부(SP)의 원기둥 형상은 원기둥의 높이(H2)보다 기판 지지부의 절단면인 원의 반지름 길이(R21, R22)가 더 길게 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 실시예에서는 내주면(SP-I)에 수직하는 절단면은 반지름이 R21인 원형상이고, 외주면에 수직하는 절단면은 반지름이 R22인 원형상일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 기판 지지부의 내주면에 기판이 안착되는 경우, 내주면의 반지름 R21은 고정되는 기판의 반지름 R11에 대응되는 값일 수 있으며, R11과 R21은 동일할 수 있다. 또한, 이와 달리 기판이 기판 지지부의 외주면에 고정되는 경우 외주면의 반지름 R22는 기판의 곡률 반지름 R11과 동일할 수 있다.
기판 지지부(SP)는 곡률 반지름(R21 또는 R22)이 기판 지지부의 높이(H2)보다 큰 것일 수 있다. 즉, 기판 지지부(SP)는 높이에 비하여 큰 곡률 반지름을 가지도록 하여 복수 개의 기판이 기판 지지부의 내주면 또는 외주면을 따라 나열되어 배치되도록 할 수 있다.
도 5는 도 2의 연마 장치(100B)에 대한 부분 단면도이고, 도 6은 도 2의 연마 장치(100B)의 평면도이다.
도 5 내지 도 6의 도시를 참조하면, 연마 장치(100B)의 기판 지지부(SP)는 복수 개의 진공흡입구(SP-H)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부(SP)에 형성된 복수 개의 진공흡입구(SP-H)로 공기를 흡입함으로써 진공을 이용하여 기판을 흡착하고 고정시킬 수 있다.
또한, 연마부(PP)는 결합부재(JP)에 의하여 회전판(RP)에 연결될 수 있다. 결합부재(JP)의 일측 단부에 형성된 고정부(JP-E)는 회전판(RP) 상에 배치되어 연마부(PP)를 회전판(RP)에 고정할 수 있다. 고정부(JP-E)는 회전판(RP)에 형성된 결합홈(RP-H)이 제공하는 공간 내에서 위치가 조절될 수 있다. 예를 들어, 연마부(PP)의 크기 즉, 제공되는 연마부의 지름에 따라 고정부(JP-E)가 결합홈(RP-H)에서 고정되는 위치가 변경될 수 있다.
이하 도 7 내지 도 10은 연마 장치의 다른 일 실시예들을 나타낸 도면이다. 이하 도면에 대한 설명에서는 상술한 일 실시예의 연마 장치에 대한 설명과 중복되는 부분은 다시 설명하지 않으며, 차이점을 위주로 설명한다.
도 7에 도시된 일 실시예의 연마 장치(100C)에서는 휘어진 곡면을 갖는 기판(SUB)이 기판 지지부(SP)의 외주면에 고정될 수 있다. 이때, 기판(SUB)의 안착면은 기판 지지부의 외주면에 해당하며, 기판의 가공면은 외부로 노출되는 면에 해당한다.
기판 지지부(SP)는 원기둥 형상일 수 있으며, 구체적으로는 높이 방향에 수직하는 단면이 원형이며, 원형인 단면의 반지름이 높이보다 길게 제공되는 원기둥 형상일 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부는 원형 플레이트 형상일 수 있다. 한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 기판 지지부의 외주면에서 기판이 고정되는 경우, 기판 지지부의 내부는 비어있을 수도 있다.
연마부(PP)는 외주면에 고정된 기판(SUB)에 대응하여, 기판(SUB)의 가공면과 연마부의 결합부재(JP)가 나란하게 되도록 배치될 수 있다. 또한, 기판 지지부(SP)의 외주면에 기판(SUB)이 고정되는 경우에는 연마부를 고정하는 회전판(RP)의 원주가 기판 지지부(SP)의 원주보다 크게 제공될 수 있다.
도 1 내지 도 7의 도면에 대한 설명에서 상술한 일 실시에의 연마 장치의 경우 기판의 곡률과 기판이 고정되는 기판 지지부의 곡률이 대응되도록 기판 지지부를 형성하고 있다. 이에 따라, 기판의 곡면을 따라 연마부가 균일하게 기판 표면을 연마할 수 있어 곡면을 갖는 휘어진 기판의 표면에 대하여 균일한 연마 품질을 얻을 수 있다.
또한, 연마부와 기판의 가공면이 나란하게 배치되도록 하여, 기판 연마 공정에서 발생하는 연마 부산물 등의 이물질이 연마되는 기판의 표면에 남아 있지 않고 아래 방향으로 배출되도록 할 수 있다. 따라서, 연마 공정 상에서 야기될 수 있는 품질 불량 문제를 개선할 수 있다.
도 8a 내지 도 8b는 지그 유닛이 복수 개의 기판 지지부를 포함하는 경우를 나타낸 것이다. 도 8b는 도 8a의 단면도에 해당한다.
지그 유닛은 적층되어 배치되는 복수 개의 기판 지지부(SP)를 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 기판 지지부(SP)는 서로 이격되어 배치되거나 또는 인접하는 기판 지지부의 상하면이 서로 접하여 배치될 수 있다. 도 8a의 실시예에서의 기판 지지부(SP)는 윗면과 아랫면이 없고 가운데가 비어있는 원기둥 형상일 수 있다.
복수 개의 기판 지지부(SP)를 포함하는 연마 장치의 경우 연마 유닛의 연마부(PP)는 복수 개의 기판 지지부(SP)에 배치된 기판(SUB)들을 동시에 가공할 수 있을 정도의 높이(H1)를 갖는 것일 수 있다. 예를 들어, 연마부(PP)의 높이(H1)는 복수 개의 기판 지지부의 적층된 높이에 대응하는 것일 수도 있다. 도 8a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 복수 개의 기판 지지부(SP)를 적층하여 배치하는 경우 동시에 대량의 기판을 가공할 수 있어, 기판 표면의 연마 품질을 균일하게 유지하면서도 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 9의 연마 장치(100D)의 일 실시예에서는 도 2의 실시예와 달리 기판 지지부(SP)가 수직 방향으로 배열될 수 있다. 이 경우, 도면 상에서 기판 지지부(SP)를 기준으로 좌측 또는 우측에 지그 구동부(JD)가 배치될 수 있다.
또한, 연마 구동부(PD)도 연마부(PP)를 기준으로 좌측 또는 우측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 너비가 제한된 공간 등에서 연마 장치를 사용할 경우, 도 9에서와 같이 기판 지지부를 수직으로 배치하여 사용할 수 있다.
도 10은 연마 장치(100E)의 다른 일 실시예를 나타낸 사시도이다. 일 실시예에서 연마 장치(100E)는 연마 유닛(PU)과 지그 유닛(JU)을 포함한다. 지그 유닛(JU)은 구동부(JD)를 더 포함하고, 구동부는 구동기어(JD-G)를 포함할 수 있다. 이때, 구동부(JD)는 지그 구동부일 수 있다.
연마 장치(100E)에서 기판을 고정하는 기판 지지부(SP)의 내주면 또는 외주면에는 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 홈(SP-R)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도면에서는 기판(SUB)이 기판 지지부(SP)의 내주면에 안착되어 있고, 복수 개의 홈(SP-R)들이 기판 지지부(SP)의 외주면에 형성되어 있는 경우를 도시하고 있다.
또한, 구동기어(JD-G)는 복수 개의 돌출부(GP)들을 가질 수 있으며, 복수 개의 돌출부(GP)들은 기판 지지부에 형성된 복수 개의 홈(SP-R)들에 대응하여 삽입될 수 있다. 이때, 구동기어(JD-G)를 갖는 지그 구동부(JD)는 기판 지지부(SP)에 형성된 복수 개의 홈(SP-R)들의 위치에 따라 기판 지지부(SP)의 내측 또는 외측에 배치될 수 있다.
기판 지지부(SP)는 구동기어(JD-G)를 갖는 지그 구동부(JD)에 의하여 회전될 수 있다. 즉, 구동기어(JD-G)가 회전하면서 구동기어에 형성된 돌출부(GP)가 기판 지지부의 홈들(SP-R)에 순차적으로 삽입되며, 이에 따라 기판 지지부(SP)를 회전시킬 수 있다.
또한, 연마 장치(100E)의 실시예에서, 연마 유닛(PU)은 별도의 연마 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 구동기어(JD-G)의 동작에 의하여 기판 지지부(SP)를 회전시키고 연마부를 고정하여 기판 표면을 연마할 수 있다. 또한, 기판 회전부를 회전하면서 동시에 연마부를 회전 구동시켜 기판을 연마할 수도 있다.
도 11a는 상술한 연마 장치에서 사용되는 연마부(PP)의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 연마부(PP)는 몸체(PP-B)와 몸체를 감싸고 배치되는 연마층(PP-S)을 포함할 수 있다. 몸체(PP-B)는 연마부의 형상을 유지하기 위하여 금속 재질로 이루어질 수 있으나, 몸체의 재질은 이에 한정되는 것은 아니다. 몸체(PP-B)의 중앙 영역에는 상술한 결합부재를 고정하기 위한 홀(PP-H)을 더 포함할 수 있다. 또한, 연마층(PP-S)은 연마부의 몸체(PP-B)를 감싸고 일정한 두께로 형성될 수 있다.
예를 들어, 연마층(PP-S)은 연마시트, 연마패드, 브러쉬 또는 스펀지 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 연마시트나 연마패드는 연마 입자를 포함한 레진층을 성형하여 형성되는 것일 수 있다. 기판의 가공면에 대하여 요구되는 연마도에 따라 연마층의 재료는 선택적으로 사용될 수 있다.
도 11b는 연마부(PP)의 또 다른 실시예를 나타낸 것이며, 도 11c는 도 11b의 연마부에 의하여 연마되는 기판(SUB)의 형상을 예시적으로 나타낸 도면이다.
일 실시예의 연마부(PP)는 몸체(PP-B)와 몸체를 둘러싸고 배치되는 연마층(PP-S)을 포함한다. 또한, 연마부(PP)는 원기둥 형상을 가지며 중심 영역에 배치되는 제1 서브 연마부(PP-1)와 제1 서브 연마부에서 연장되며 단차부를 갖는 제2 서브 연마부(PP-2)를 포함할 수 있다. 제2 서브 연마부(PP-2)는 제1 서브 연마부(PP-1)의 상부 또는 하부 영역 중 어느 하나의 영역에 배치될 수 있다.
제2 서브 연마부(PP-2)는 제1 서브 연마부(PP-1)보다 연장된 원주 길이를 가질 수 있다. 또한, 제2 서브 연마부(PP-2)에 포함된 단차부는 제공되는 기판의 형상에 따라 형상이 달라질 수 있다. 예를 들어, 제공되는 기판의 엣지 부분이 곡률(SUB-R)을 갖는 도 11c와 같은 형상을 가질 경우, 연마부의 제2 서브 연마부(PP-2)는 기판의 엣지 곡률(SUB-R)에 대응하는 단차부를 가질 수 있다.
제1 서브 연마부(PP-1)와 제2 서브 연마부(PP-2)에서 연마층(PP-S)은 몸체(PP-B)를 감싸고 배치될 수 있다. 또한, 연마층은 제2 서브 연마부에서는 일부 몸체 부분이 노출되도록 배치될 수 있다.
연마층은 제1 서브 연마부에 배치되는 제1 연마층과 제2 서브 연마부에 배치되는 제2 연마층을 포함할 수 있다. 제1 연마층과 제2 연마층은 동일한 물성을 갖는 재질의 연마층이 사용될 수 있다. 하지만, 실시예는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 제1 연마층과 제2 연마층은 제공되는 기판의 형상에 따라 서로 다른 거칠기를 갖는 연마층이 적용될 수도 있다.
한편, 상술한 연마 장치의 실시예에 대한 도면에 도시되지는 않았으나, 연마 장치는 별도의 연마액 공급부를 포함할 수 있다. 연마액은 연마 입자를 포함하는 재료로 구성될 수 있으며, 기판의 연마를 원활히 하기 위하여 사용될 수 있다. 연마액은 연마부와 기판 사이의 공간으로 공급될 수 있다.
상술한 일 실시예들의 연마 장치는 곡률을 갖는 기판의 표면 가공에 사용될 수 있으며, 휘어진 기판 표면의 연마 품질을 개선할 수 있다. 특히, 곡률을 갖는 기판이 고정되는 기판 지지부의 곡률이 가공되는 기판의 곡률에 대응되도록 기판 지지부를 형성하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 기판의 곡면 형상을 따라 연마부가 회전하여 동작할 수 있어, 균일하게 기판 표면을 연마할 수 있다. 따라서, 곡면을 갖는 휘어진 기판의 표면에 대하여 가공면 전체에서 균일한 연마 품질을 얻을 수 있다.
또한, 동일한 곡률을 갖는 복수 개의 기판을 기판 지지부에 고정할 수 있어 동시에 다수 개의 기판의 표면을 가공할 수 있으므로 생산성이 향상될 수 있다. 또한, 연마부와 기판의 가공면이 나란하게 배치되도록 하여, 기판 연마 공정에서 발생하는 연마 부산물 등의 이물질이 연마되는 기판의 표면에 남아 있지 않고 아래 방향으로 배출될 수 있어 연마 공정 상에서 야기될 수 있는 품질 불량 문제를 개선할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100A, 100B, 100C, 100D, 100E : 연마 장치
JU : 지그 유닛 PU : 연마 유닛
SP : 기판 지지부 SUB : 기판
PP : 연마부

Claims (18)

  1. 제1 곡률로 휘어진 기판이 안착되고 상기 제1 곡률에 대응하는 제2 곡률을 갖는 안착면을 구비한 기판 지지부를 포함하는 지그 유닛; 및
    회전하여 상기 기판의 가공면을 연마하는 연마 유닛을 포함하고,
    상기 연마 유닛은,
    복수 개의 연마부들;
    상기 연마부들의 상부에 배치되어, 상기 연마부들을 고정시키는 회전판;
    상기 연마부들 각각을 상기 회전판에 연결하는 복수 개의 결합부재들; 및
    상기 회전판을 회전시키는 연마 구동부를 포함하는 연마 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 곡률과 상기 제2 곡률은 동일한 연마 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지그 유닛은,
    상기 기판 지지부가 배치되는 회전 테이블; 및
    상기 회전 테이블을 회전시키는 지그 구동부; 를 더 포함하는 연마 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 결합부재들 각각의 일측 단부에는 고정부가 형성되며,
    상기 회전판은, 복수 개의 고정부들에 각각 대응되는 복수 개의 결합홈들을 포함하고,
    상기 연마부들 각각의 위치는, 상기 고정부들이 상기 결합홈들에서 각각 고정되는 위치에 따라 변경되는 연마 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 결합부재들은 상기 연마부들을 각각 회전시키는 회전축인 연마 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 가공면과 나란하게 배치되는 연마 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 상기 기판을 고정하는 복수 개의 진공흡입구들을 포함하는 연마 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 내부에 빈 공간을 제공하며, 상기 제2 곡률에 대응하는 반지름을 갖는 원기둥 형상인 연마 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 상기 제2 곡률에 대응하는 반지름을 가지며, 상기 반지름이 높이보다 더 크게 제공되는 원기둥 형상인 연마 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 제1 방향으로 회전하고, 상기 연마부들은 상기 제1 방향과 반대 방향으로 회전하는 연마 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 지그 유닛을 회전시키는 구동부를 더 포함하고,
    상기 기판 지지부는 내주면 또는 외주면 중 어느 하나의 면에 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 홈들을 포함하며,
    상기 구동부는 상기 복수 개의 홈들에 대응하여 삽입되는 복수 개의 돌출부들을 갖는 구동 기어를 포함하는 연마 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 복수 개이고,
    상기 복수 개의 기판 지지부는 적층되어 배치된 연마 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 연마부들 각각은
    원기둥 형상의 몸체; 및
    상기 몸체의 외주면을 감싸고 배치되는 연마층; 을 포함하는 연마 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 연마층은 연마시트, 연마패드, 브러쉬 또는 스펀지 중 어느 하나인 연마 장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 연마부들 각각은,
    원기둥 형상을 가지며 중심 영역에 배치되는 제1 서브 연마부; 및
    상기 제1 서브 연마부에서 연장되며, 단차부를 포함하는 제2 서브 연마부; 를 포함하며,
    상기 제2 서브 연마부는 상기 제1 서브 연마부 보다 증가된 원주 길이를 제공하는 연마 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제2 서브 연마부는 상기 제1 서브 연마부의 상부 영역 또는 하부 영역 중 적어도 어느 하나의 영역에 배치되는 연마 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 연마층은 상기 제1 서브 연마부에 배치되는 제1 연마층과 상기 제2 서브 연마부에 배치되는 제2 연마층을 포함하고,
    상기 제1 연마층과 상기 제2 연마층은 서로 다른 표면 거칠기를 갖는 연마 장치.
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