KR100713629B1 - Laser annealing chamber which can prevent chamber window from being contaminated - Google Patents
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Abstract
본 발명은 챔버 윈도우가 오염되는 것을 방지할 수 있는 레이저 열처리 장치에 관한 것으로서, 윗면에 투명 윈도우(120)가 형성되며 내부 저면에는 기판(140)이 놓여지는 챔버(110)와, 윈도우(120)를 통하여 기판(140)으로 레이저를 조사하는 레이저 출력장치(170)와, 윈도우(120)와 기판(140) 사이의 공간에 서로 바라보도록 수직하게 세워지는 두 개의 전극판(180a, 180b)과, 전극판(180a, 180b) 사이에 전기장을 발생시키는 전기장 발생장치(181)와, 상기 전기장에 의해 전극판(180a, 180b)에 모이는 오염물들을 제거하는 오염물 제거장치;를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 전기장에 의해 흄의 경로가 변경되어 대부분의 흄이 윈도우(120)에 도달하지 못하기 때문에 윈도우(120)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. The present invention relates to a laser heat treatment apparatus which can prevent the chamber window from being contaminated. The transparent window 120 is formed on the upper surface thereof, and the chamber 110 and the window 120 on which the substrate 140 is placed. Laser output device 170 for irradiating the laser to the substrate 140 through the two, two electrode plates (180a, 180b) standing vertically to look at each other in the space between the window 120 and the substrate 140, An electric field generating device 181 for generating an electric field between the electrode plates 180a and 180b, and a contaminant removing device for removing contaminants collected on the electrode plates 180a and 180b by the electric field. According to the present invention, since the path of the fume is changed by the electric field, most of the fume cannot reach the window 120, thereby preventing the window 120 from being contaminated.
윈도우, 전기장, 흄, 비정질 실리콘, 레이저 열처리 Windows, electric fields, fumes, amorphous silicon, laser heat treatment
Description
도 1은 종래의 레이저 열처리 장치를 설명하기 위한 도면;1 is a view for explaining a conventional laser heat treatment apparatus;
도 2는 본 발명에 따른 레이저 열처리 장치를 설명하기 위한 도면;2 is a view for explaining a laser heat treatment apparatus according to the present invention;
도 3은 도 2의 레이저 열처리 장치에 대한 작동 방법을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining an operating method for the laser heat treatment apparatus of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명><Description of reference numbers for the main parts of the drawings>
10, 110: 챔버 20, 120: 투명 윈도우10, 110:
30, 130: 기판 지지대 40, 140: FPD 기판30, 130:
50, 150: 흄 70: 레이저 출력장치50, 150: fume 70: laser output device
180a, 180b: 전극판 181: 전기장 발생장치180a, 180b: electrode plate 181: electric field generator
190: 오염물 제거관 191: 밸브 제어장치190: decontamination pipe 191: valve control device
192: 밸브 195: 진공펌프192: valve 195: vacuum pump
201: 사용자 제어기201: user controller
본 발명은 레이저 열처리 장치에 관한 것으로서, 특히 챔버 윈도우가 오염되는 것을 방지할 수 있는 레이저 열처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a laser heat treatment apparatus, and more particularly, to a laser heat treatment apparatus that can prevent the chamber window from being contaminated.
레이저 열처리는 보편적으로 투과율이 상당히 높은 쿼츠(quartz) 재질의 윈도우를 통하여 레이저를 챔버 안으로 조사함으로써 이루어진다. 상기 윈도우는 투과율이 상당히 높기 때문에 조그마한 오염에 의해서도 투과율이 많이 달라지게 되고, 이는 레이저 열처리 공정에 큰 영향을 미친다. 따라서 레이저 열처리 공정의 누적진행과 더불어 상기 윈도우의 주기적인 세척 내지는 교체가 필요하다. 이는 장비 유지 비용의 상승을 초래한다. 비정질 실리콘층이 덮혀있는 기판을 레이저 열처리 공정으로 처리할 때 흄(fume)이 발생하는데, 이러한 흄은 상기 윈도우의 오염에 직접적인 영향을 미친다. Laser heat treatment is typically accomplished by irradiating the laser into the chamber through a window of quartz material, which has a fairly high transmission. Since the window has a high transmittance, the transmittance is greatly changed even by small contamination, which greatly affects the laser heat treatment process. Therefore, periodic cleaning or replacement of the window is required along with the cumulative progress of the laser heat treatment process. This leads to an increase in equipment maintenance costs. Fumes are generated when a substrate covered with an amorphous silicon layer is processed by a laser heat treatment process, which directly affects the contamination of the window.
도 1은 종래의 레이저 열처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 챔버(10)의 윗면에는 투명 윈도우(20)가 설치되며, 챔버(10) 내부의 저면에는 비정질 실리콘층이 증착된 FPD 기판(40)이 지지대(30) 상에 놓여진다. 레이저는 레이저 출력장치(70)에서 출사되어 윈도우(20)를 거쳐 FPD 기판(40)에 조사된다. 그러면 상기 비정질 실리콘층이 결정화되어 다결정 실리콘층으로 상변태한다. 이러한 상변태 과정은 비교적 높은 온도에서 일어나므로 상변태 과정에서 흄(fume, 50)이 원하지 않게 발생한다. 1 is a view for explaining a conventional laser heat treatment apparatus. Referring to FIG. 1, a
흄(50)은 챔버(10)의 상부공간쪽으로 날아가 챔버(10)의 위측벽에 증착된다. 참조번호 60은 이렇게 증착이 이루어지는 부분을 나타낸 것이다. 이 과정에서 윈도우(20)에도 증착이 일어나 결과적으로 레이저 투과율이 떨어지게 되는 문제가 발생한다. 이는 공정의 신뢰성을 변화시키기기 때문에 매우 바람직하지 못하다. The
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 챔버 윈도우가 오염되는 것을 방지할 수 있는 레이저 열처리 장치를 제공하는 데 있다. Accordingly, an aspect of the present invention is to provide a laser heat treatment apparatus capable of preventing the chamber window from being contaminated.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 열처리 장치는, 윗면에 투명 윈도우가 형성되며 내부 저면에는 기판이 놓여지는 챔버와, 상기 윈도우를 통하여 상기 기판으로 레이저를 조사하는 레이저 출력장치와, 상기 윈도우와 상기 기판 사이의 공간에 서로 바라보도록 수직하게 세워지는 두 개의 전극판과, 상기 전극판 사이에 전기장을 발생시키는 전기장 발생장치와, 상기 전기장에 의해 상기 전극판에 모이는 오염물들을 제거하는 오염물 제거장치;를 구비하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a laser heat treatment apparatus including a chamber in which a transparent window is formed on an upper surface and a substrate is disposed on an inner bottom thereof, a laser output device that irradiates a laser to the substrate through the window, and Two electrode plates that are erected vertically to face each other in the space between the window and the substrate, an electric field generating device for generating an electric field between the electrode plates, and a contaminant removal for removing contaminants collected on the electrode plate by the electric field. Apparatus; characterized in that it comprises.
상기 오염물 제거장치는, 한쪽 끝단은 상기 전극판 안쪽면 부근에 위치하며 나머지 한쪽 끝단은 상기 챔버 밖의 진공펌프에 연결되는 오염물 제거관과, 상기 제거관에 설치되는 밸브를 포함하여 이루어질 수 있다. The contaminant removing apparatus may include a contaminant removing tube connected to a vacuum pump outside the chamber, one end of which is positioned near the inner surface of the electrode plate, and a valve installed on the removing tube.
또한, 상기 오염물 제거장치는, 상기 전극판의 안쪽면에 상기 전극판과 분리가능하게 설치되는 스폰지 필터를 포함하여 이루어질 수도 있다. In addition, the contaminant removing device may include a sponge filter detachably installed on the inner surface of the electrode plate.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The following examples are only presented to understand the content of the present invention, and those skilled in the art will be capable of many modifications within the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited to these embodiments.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 열처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 챔버(110)의 윗면에는 투명 윈도우(120)가 설치되며, 챔버(110) 내부의 저면에는 비정질 실리콘층이 증착된 FPD 기판(140)이 지지대(130) 상에 놓여진다. 레이저는 레이저 출력장치(170)에서 출사되어 윈도우(120)를 거쳐 FPD 기판(140)에 조사된다. 그러면 상기 비정질 실리콘층이 결정화되어 다결정 실리콘층으로 상변태하는 과정에서 흄(fume, 150)이 원하지 않게 발생한다. 2 is a view for explaining a laser heat treatment apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 2, a
윈도우(120)와 기판(140) 사이의 공간에는 두개의 전극판(180a, 180b)이 서로 바라보도록 수직하게 세워진다. 전기장 발생장치(181)에 의해서 전극판(180a, 180b) 사이에 전기장이 발생한다. 흄(150)은 음이온, 양이온, 중성입자들이 포함될 수 있는데, 음이온 성분이 대부분이다. 따라서 윈도우(120)쪽으로 진행되던 흄(150)의 경로가 상기 전기장에 의해 변화되어 두개의 전극판(181a, 181b) 중에서 양극판 쪽으로 휘게 된다. 따라서 결과적으로 흄(150)이 윈도우(120)에 도달하는 확률이 줄어들게 되어 윈도우(120)의 교체시기를 연장시킬 수 있게 된다. In the space between the
상기 전기장에 의해 전극판(180a, 180b)에 모이는 오염물들은 오염물 제거장치를 통해서 제거한다. 상기 오염물 제거장치는 두개의 전극판(180a, 180b) 양쪽에 모두 설치될 수도 있으며 양극판 쪽에만 설치되어도 좋다. 후자의 경우, 상기 오염물 제거장치는 한쪽 끝단은 양극판(180a) 안쪽면 부근에 위치하며 나머지 한쪽 끝단은 챔버(110) 밖의 진공펌프(195)에 연결되는 오염물 제거관(190)과, 제거관(190)에 설치되는 밸브(192)를 포함하여 이루어진다. 밸브(192)의 열고 닫힘은 밸브 제어장치(191)의 제어를 통해 이루어진다. 밸브 제어장치(191), 전기장 발생장치(181), 레이저 출력장치(170)는 사용자 제어기(201)를 통해 각각 제어된다. The contaminants collected on the
도시하지는 않았지만, 상기 오염물 제거장치의 다른 예로서는 전극판(180a, 180b)의 안쪽면에 전극판(180a, 180b)과 분리가능하게 스폰지 필터를 설치하여 여기에 흄이 증착되도록 한 다음에, 나중에 상기 스폰지 필터를 교체하는 방식을 들 수 있다. Although not shown, as another example of the contaminant removing device, a sponge filter is installed on the inner surfaces of the
도 3은 도 2의 레이저 열처리 장치에 대한 작동 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 먼저, 밸브(192)를 닫은 후(S10)에, 전기장 발생장치(181)를 온시켜 전극판(180a, 180b) 사이에 전기장을 발생시킨다(S20). 그리고 레이저 출력장치(170)를 온시켜 레이저를 출사하여(S30) 공정을 진행한다(S40). 공정이 끝나면 레이저 출력장치(170)를 오프(S50)한 다음에 전기장 발생장치(181)를 오프한다(S60). 마지막으로 밸브(192)를 개방하여 양극판(180a)에 모여있는 불순물들을 흡입하여 외부로 배출시킨다. 3 is a view for explaining an operating method for the laser heat treatment apparatus of FIG. Referring to FIG. 3, first, after closing the valve 192 (S10), the electric
레이저와 전기장은 서로 간섭하지 않으므로 전극판(180a, 180b) 사이에 발생하는 전기장에 의해 레이저 열처리 공정의 변화는 발생하지 않는다. Since the laser and the electric field do not interfere with each other, the change in the laser heat treatment process does not occur by the electric field generated between the
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전기장에 의해 흄의 경로가 변경되어 대부분의 흄이 윈도우(120)에 도달하지 못하기 때문에 윈도우(120)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. As described above, according to the present invention, since the path of the fume is changed by the electric field and most of the fume cannot reach the
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