KR100890295B1 - 애블레이션을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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요시나리 사사키
히데히사 무라세
나오키 야마다
코세이 아소
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엑사이텍 리미티드
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Abstract

본 발명은 레이저 빔(3)에 의해 기판(1)의 영역을 애블레이팅하는 단계를 포함하는 애블레이션 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 유체(7), 즉 가스 또는 증기, 액체 또는 이들의 조합물에 의해 영역(1)으로부터 애블레이트된 파편을 제거하는 추가적인 단계를 포함하고, 유체(7)의 흐름은 상기 언급된 바와 같이 파편을 포획하고, 기판상에서 포획된 파편의 연속적인 증착을 방지하기 위해 미리 결정된 경로(6)를 따라 포획된 파편을 포함하는 유체의 흐름을 영역으로부터 떨어지도록 안내함으로써 영역으로부터 포획된 파편이 제거되도록 영역 위에서 흐르도록 안내된다. 또한 본 발명은 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 기판(1)의 영역과 레이저 빔(3)을 위한 초점 또는 이미징 렌즈(2) 사이에 위치된 부분적으로 밀폐된 파편 추출 모듈(DEM)을 포함하고, 상기 DEM(4)은 유입 포트(8)와 배출 포트(6)를 가지며, 상기 포트에 의해 유체의 흐름(즉 가스 또는 증기, 액체 또는 이들의 조합물)은 영역으로부터 애블레이트된 파편을 포획하고, 기판상에서 포획된 파편의 연속적인 증착을 방지하기 위해 미리 결정된 경로를 따라서 포획된 파편을 포함하는 유체의 흐름을 영역으로부터 떨어지도록 제공함으로써 영역으로부터 포획된 파편이 제거되도록 영역(1) 위에서 흐른다.

Description

애블레이션을 위한 방법 및 장치{PROCESS AND APPARATUS FOR ABLATION}
본 발명은 공정(process)에 의해 발생된 애블레이션 생산물과 입자 형태의 파편을 제어하고 펄스 레이저 빔(pulsed laser beam)에 의해 작업편으로부터 물질을 제거하기 위하여 제공되는 애블레이션을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 큰 기판으로부터 유기, 무기 또는 금속성 재료의 얇은 필름을 스크라이브하거나(scribe) 또는 제거하기 위한 레이저의 이용과 관련되며, 상기 기판은 렌즈 어레이, 디퓨저 및 디스플레이 유닛을 위한 그 외의 장치의 제조 시 마스터(master)를 형성하기 위하여 폴리머의 넓은 영역 시트의 표면으로 복잡하고 밀집 구조의 3-D 구조물의 레이저 애블레이션과 평판 디스플레이(FPD) 또는 솔라 패널(solar panel)의 제조시 이용된다.
펄스 레이저 빔(pulsed laser beam)에 의해 직접적인 애블레이션 처리가 된 구조 재료는 정밀 장치의 제조를 위해 널리 사용된 기술에 기초로 하지만 의료용, 차량용, 솔라, 디스플레이 및 반도체 산업에 제한되지 않는다.
애블레이션 공정은 재료 표면을 펄스 레이저 소스에 의해 발생된 강한 방사선의 하나 또는 그 이상의 펄스로 노출시키는 것과 관련된다. 방사선이 재료의 상부 층에 강하게 흡수되고 에너지 밀도가 충분히 높게 형성되도록 레이저 파장이 형성된다면 흡수된 에너지는 재료의 용융점보다 높게 상부 층의 온도를 상승시키며, 이 경우 재료의 상부 층이 분해되어 표면으로부터 팽창된 가스, 액체 또는 고체 입자 부산물(by-product)로 변화된다. 애블레이션 공정을 발생시키기 위한 필수 요구사항은 재료 내에 충분히 짧은 시간 동안 충분한 에너지가 흡수되고 재료가 분해되는 온도로 온도가 재빨리 상승시키는 데 있다.
두꺼운 재료를 애블레이팅하기 위하여 각각의 레이저 펄스는 50 nm 내지 에너지 밀도, 레이저 파장 및 재료 흡수 계수에 의존되는 재료의 수 마이크론을 제거한다. 각각의 펄스는 동일하게 움직여서 연속된 펄스 이후 수 밀리이터의 재료가 제거될 수 있다. 애블레이트된 재료는 종종 가스성 재료로 변환되지만 다수의 경우 액체와 고체 구성물을 포함할 수 있다.
재료의 얇은 필름 애블레이션 공정은 다소 상이할 수 있다. 필름은 다양한 재료로 제조된 기판상에 증착되고, 필름의 두께는 얇게 형성되며(1 마이크론 미만), 이러한 애블레이션은 2가지의 방법 중 한 방법에 의해 실시될 수 있다. 필름이 강력한 레이저 방사선을 흡수한다면 방사선은 하부 기판으로 침투되지 못하며 필름 내에 흡수된다. 얇은 층에서 이러한 강력한 흡수로 이해 필름의 온도가 재빨리 상승되고 열은 필름과 하부 기판 사이에 결합을 방해하는 하부 측면으로 전도된다. 이러한 공정은 얇은 금속 필름에서 발생된다. 이 경우 금속은 입자와 액체의 혼합물의 형태로 하나의 레이저 펄스로 제거된다.
레이저 방사선이 필름을 전체적으로 또는 부분적으로 투과하고 하부 기판이 필름보다 강력한 방사선을 흡수하는 경우 에너지는 상부 층의 애블레이션과 재빠른 온도 상승을 야기시키는 2개의 층들 사이의 인터페이스에서 하부 기판의 상부에 흡수된다. 이 경우 제거된 상부 층은 일반적으로 몇몇 마이크론 내지 10 마이크론의 입자로 분해된다.
기초를 이루는 기판 재료가 레이저 방사선에 투과되고 얇은 필름이 상기 방사선을 흡수한다면 종종 기판을 통하여 레이저 빔을 기판/필름 인터페이스로 직접적으로 보내는 것이 바람직하다. 이 경우 필름은 종종 적절한 에너지 밀도의 오직 하나의 레이저 샷으로 기판으로부터 얇은 층으로 잘려진다. 레이저에 의한 재료 애블레이션의 모든 공정에 따라 가스, 액체, 고체 형태일 수 있는 애블레이션 생성 부품의 범위가 발생된다. 상기 형태는 원자, 분자, 클러스터, 입자, 폴리머 체인, 작고 큰 재료 단편, 액체 방울 및 제트 등등을 포함한다. 또한 우리는 이러한 재료들을 애블레이션 파편으로 부른다. 이러한 애블레이션 파편의 조절은 상당한 문제점이 발생되며, 기판 표면상의 애블레이션 파편의 증착은 오염을 방지하기 위해 최소화되어진다. 특히 FPD 제조를 위한 얇은 필름 애블레이션의 경우 직접 레이저 애블레이션 공정은 화학적 습식 또는 플라즈마 에칭 공정으로 변환되며(이 경우 오염이 용이하게 발생되지 않는다), 레이저 애블레이션 FPD 제조 공정 동안 기판의 표면상으로 애블레이션 파편의 재 증착이 허용될 수 없다.
본 발명의 목적은 기판상에 애블레이션 파편의 재 증착을 최소화시키고 애블레이션 파편의 흐름을 제어하는 데 있다.
레이저 애블레이션 공정 동안 발생된 애블레이션 파편을 조절하고 포획하기 전에 방법들이 사용된다. 대부분의 이러한 방법들은 제어되어지는 표면 근처에서 가스 흐름의 몇몇 타입에 의존된다. 흐름은 표면을 따라 안내되고 영역의 한 측면상으로 불어넣고 다른 측면으로부터 강력하게 흡입함으로써 생성될 수 있다. 사용된 가스는 공기이지만 몇몇의 경우 헬륨, 산소 또는 아르곤과 같은 다른 가스들이 사용된다. 모든 경우, 가스의 흐름은 바람직하게 기판 영역으로부터 애블레이션 파편을 전체적으로 제거하거나 임계 영역으로부터 제거되도록 안내하고 이동하는 애블레이션 파편을 재안내하도록 사용된다. 이러한 공정은 애블레이션 파편과 가스 분자 사이의 운동량 교환(momentum exchange)에 의존되며, 상기 공정을 효과적으로 형성하기 위하여 높은 압력과 높은 가스 유속이 요구된다. 아르곤과 같은 헤비 가스의 사용은 이러한 공정에 도움이 될 수 있다. 헬륨이 사용된다면 공기 분자량보다 상당히 작은 헬륨 분자량으로 인해 효과가 상이하게 나타나며 헬륨은 애블레이션 파편과 상호 작용하는 공기보다 효과적이지 못하다. 이 경우 이동하는 애블레이션 파편은 속도가 느려지거나 증착되기 전 애블레이션 위치로부터 추가적으로 이동될 수 있다. 이에 따라 원래의 위치로부터 증착된 재료가 추가적으로 이동하는 효과가 발생되지만 재-증착된 재료의 전체 량을 상당히 감소시키지 못한다.
산소와 같은 반응성 가스의 사용으로 증착된 재료의 양이 감소될 수 있으며, 여기서 애블레이션 파편은 반응성 가스와 반응하여 순수한 가스로 변환된다. 예로서 몇몇 폴리머 재료의 애블레이션이 있다. 여기서 생성된 유기 입자들은 이산화탄소 또는 일산화탄소와 같은 순수한 가스를 형성하기 위하여 산소와 반응할 수 있다.
영역의 표면을 가로지르는 액체 흐름은 애블레이션 파편을 포획하기 위한 가스 흐름에 대한 대체물로 사용될 수 있다. 레이저 애블레이션 공정 동안 물 또는 그 외의 다른 액체의 얇은 층은 애블레이션 영역의 표면을 가로지르도록 안내된다. 상기 층은 얇게 형성되어야 하며 이로 인해 유입되는 레이저 빔이 간섭되지 않고 흡수되지 않으며, 애블레이션 영역의 한 측면에 위치된 분무기 노즐에 의해 형성된다. 이러한 시스템은 Clean Laser Machining(Industrial Laser Solution, 2003년 5월)에 기술되었다. 기판 표면을 가로지르며 통과하는 유체는 기판을 고정하는 척(chuck)의 주위에 위치된 몇몇 타입의 채널에 수집된다.
상기 나열된 방법들은 표면을 가로지르도록 안내된 구속되지 않은 가스 또는 액체 흐름을 이용한다. 파편의 포획이 전체적으로 효과적이지 않으며 기판의 다른 영역에 종종 재층착이 발생되기 때문에 이러한 이용은 애블레이션 파편의 제거 효과를 제한하지 않는다. 제거된 파편은 용이하게 불어 날려지며 재층작되는 기판의 다른 영역으로 흐른다. 액체 흐름 방법의 다른 심각한 문제점은 기판을 위한 장착 척이 매우 크게 형성되고 임의의 물 포획 채널이 애블레이션 지점으로부터 길게 형성되기 때문에 FPD와 관련된 큰 기판을 다루기에 적절하지 않는데 있다. 이러한 결과 유체 흐름으로부터 기판상으로의 애블레이션 파편의 재증착이 형성될 수 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점들을 방지하고 표면상에 상당한 재증착이 발생됨이 없이 임의의 크기의 기판 표면으로부터 애블레이션 파편을 제거하는데 있다.
본 발명의 실례의 실시예들은 DEM의 도식적인 도면인 도 1 내지 10을 포함하는 첨부된 도면에 따라 기술된다.
본 발명의 제 1 특징에 따르면, 레이저 빔(3)에 의해 기판(1)의 영역을 애블레이팅하는 단계를 포함하는 애블레이션 처리 방법이 제공되며, 상기 방법은 유체(7), 즉 가스 또는 증기, 액체 또는 이들의 조합물에 의해 영역(1)으로부터 애블레이트된 파편을 제거하는 추가적인 단계를 포함하고, 유체(7)의 흐름은 상기 언급된 바와 같이 파편을 포획하고, 기판상에서 포획된 파편의 연속적인 증착을 방지하기 위해 미리 결정된 경로(6)를 따라 포획된 파편을 포함하는 유체의 흐름을 영역으로부터 떨어지도록 안내함으로써 영역으로부터 포획된 파편이 제거되도록 영역 위에서 흐르도록 안내된다. 상기 포트는 레이저 빔 주위에 유체의 흐름과 대칭으로 배열되고, 유체가 다른 레이저소스로부터 오는 유체와 혼합되지 않은 영역위로 횡단하여 흐르도록 하여, 유체(7)의 흐름이 파편을 포획하도록 한다.
본 발명의 제 1 특징의 제 1 바람직한 실시예(version)에 따라서, 본 발명은 유체(7)의 안내된 흐름은 가스로 구성되는 것을 특징으로 하는 애블레이션의 방법으로 구성된다.
제 1 바람직한 실시예 또는 본 발명의 제 1 특징의 제 2 바람직한 실시예(version)에 따라서, 애블레이션의 방법은 유체(7)의 안내된 흐름은 영역에 대해 수직하게 흐르는 것을 특징으로 한다.
상기 바람직한 실시예 또는 본 발명의 제 1 특징의 제 3 바람직한 실시예에 따라서, 애블레이션의 방법은 유체(7)의 안내된 흐름이 영역에 대해 횡방향으로 흐르는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에 따라서, 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치가 제공되고, 상기 장치는 기판(1)의 영역과 레이저 빔(3)을 위한 초점 또는 이미징 렌즈(2) 사이에 위치된 부분적으로 밀폐된 파편 추출 모듈(DEM, 4)을 포함하고, 상기 DEM(4)은 유입 포트(8)와 배출 포트(6)를 가지며, 영역 주위에 대칭으로 배치된 상기 포트들에 의해 유체의 흐름(즉 가스 또는 증기, 액체 또는 이들의 조합물)은 영역으로부터 애블레이트된 파편을 포획하고, 기판상에서 포획된 파편의 연속적인 증착을 방지하기 위해 미리 결정된 경로를 따라서 포획된 파편을 포함하는 유체의 흐름을 영역으로부터 떨어지도록 제공함으로써 영역으로부터 포획된 파편이 제거되도록 영역(1) 위에서 흐르는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징의 제 1 바람직한 실시예에 따라서, 장치는 유체(7)의 안내된 흐름은 액체로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제 1 바람직한 실시예 또는 본 발명의 제 2 특징의 제 2 바람직한 실시예에 따라서, 장치는 유체의 안내된 흐름을 영역에 대해 수직하게 흐르도록 하는 수단(4, 6)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 바람직한 실시예 또는 본 발명의 제 2 특징의 제 3 바람직한 실시예에 따라서, 장치는 DEM(4)은 레이저 빔(3)이 투과되는 창(5)에 의해 렌즈(2) 근처의 측면 상에서 밀폐되는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 창(5)은 창(5)위에 증착된 파편을 제거하기 위한 와이퍼 수단을 가진다.
상기 바람직한 실시예 또는 본 발명의 제 2 특징의 제 4 바람직한 실시예에 따라서, 장치는 DEM(4)은 홀 또는 줄지은 홀들을 가지는 렌즈의 스톱에 위치된 판(12)에 의하여 렌즈(2)에 가장 인접한 측면상에서 밀폐되어 빔(13)이 DEM(4)을 지나 영역(1)으로 이동되는 것을 특징으로 한다.
상기 바람직한 실시예 또는 본 발명의 제 2 특징의 제 5 바람직한 실시예에 따라서, 장치는 유체의 흐름이 DEM(4')으로 유입되어 영역의 적어도 일부분 위에서 흐르도록 하기 위하여 DEM(4')과 기판(1) 사이의 간격(G')이 제공되는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 DEM(4')이 이동 가능한 슬라이드 상에 장착되고, 기판(1)이 슬라이드에 링크 연결된 적절한 기판 표면 위치에 따라 움직이는 동안 DEM(4')의 하측 변부(5)에 제공된 간격은 일정하게 유지된다.
상기 바람직한 실시예 또는 본 발명의 제 2 특징의 제 6 바람직한 실시예에 따라서, 장치는 유체가 펌프와 같은 이동수단에 의해 DEM(4)으로 유입됨에 따라 유체의 흐름은 DEM(4)을 통과하는 것을 특징으로 한다.
상기 바람직한 실시예 또는 본 발명의 제 2 특징의 제 8 바람직한 실시예에 따라서, 장치는 유체가 펌프와 같은 이동수단에 의해 DEM(4)으로터 배출됨에 따라 유체의 흐름이 DEM(4)을 통과하는 것을 특징으로 한다.
상기 바람직한 실시예 또는 본 발명의 제 2 특징의 제 9 바람직한 실시예에 따라서, 장치는 가스 유입 포트(8)를 포함하고, 가스 유입 포트(8)는 창에 증착된 파편의 제거를 위한 가스 흐름을 제공하기 위하여 영역(1)으로부터 오프셋 설정된 DEM(4)의 영역에 위치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 애블레이션(ablation)의 분야에서 다수의 장점이 되는 특징을 제공한다. 가스 흐름(gas flow)의 경우, 가스 흐름이 배열된다면 애블레이션 파편 제거(ablation debris removal)의 효율이 상당히 개선될 수 있는 것으로 알려졌으며 이로 인해 가스 흐름은 표면을 횡단하기보다는 기판 표면으로부터 실질적으로 수직하게 안내된다. 이는 모든 애블레이션 위치 주위에서 가스 흐름이 표면을 가로지르는 내부를 향하는 방향으로 안내되고(direct) 상기 위치 위로 격렬히 흡입됨으로써 달성될 수 있다. 이는 기판과 기판을 노출시키기 위하여 사용된 레이저 빔 초점 또는 이미징 렌즈 사이의 공간의 일부분을 충진시키도록 위치된 적절한 셀의 구조물에 의해 실시된다. 상기 셀은 레이저 빔을 통과시키는 창(window)에 의해 상측 측부가 밀봉되고, 기판의 표면에 인접한 하측 변부를 가진다. 상기 셀은 렌즈를 고정시키는 장치에 부착되고, 기판은 셀의 하부에서 자유롭게 이동될 수 있다. 셀은 흡입 펌프(suction pump)에 의해 부분적으로 제거되어(evacuate) 가스는 기판에 인접한 간격(gap)을 통해 흡입될 수 있다. 이러한 방법으로, 강력하게 내부를 향하는 표면 흐름은 표면으로부터 애블레이션 파편을 제거하는 상부를 향하는 흐름으로 전환된다. 이러한 흐름이 충분히 강하게 형성된다면 대부분의 애블레이션 파편 부분들은 임의의 재-증착 없이 표면으로부터 제거될 수 있다. 하기에서 이러한 일반적인 타입의 셀은 “파편 추출 모듈(Debris Extract Module, DEM)"로 언급된다.
강력한 흡입 연결부(strong suction connection)뿐만 아니라 DEM은 기판으로부터 파편의 제거를 돕고 DEM의 상부에서 창위에 파편의 증착을 방지하는 다른 기능을 수행하기위한 추가적인 가스 유입 포트를 가질 수 있다.
다수의 가스 또는 기체가 창에 인접한 흐름과 기판에 인접한 내부를 향한 흐름을 위해 DEM 내에서 이용될 수 있지만 대다수의 경우 편리함과 비용적인 이유로 인해 공기(air)가 적절한 가스로 이용된다.
DEM 형태의 임계 형상(critical aspect)은 기판과 DEM의 하측 변부사이의 거리가 일정한 가스 흐름 상태를 유지하기 위하여 항시 일정하게 유지되어져야 하는데 있으며, 심지어 기판이 횡방향으로 이동하고 기판이 불균형 상태로 형성될 지라도 일정하게 유지되어야 한다. 또한 초점 또는 이미징 렌즈가 기판으로부터 고정된 거리에 위치되어야 하기 때문에 일반적으로 DEM이 렌즈와 같은 동일한 장착 메커니즘에 부착되어 움직이는 동안 불균형 상태의 기판의 표면을 가로지를 수 있다(track). 기판의 상부로부터 일정한 거리에 DEM과 렌즈를 고정하기 위한 몇몇 메커니즘은 기계적이고 광학적적이며, 공기식이고 초음파식이며, 용량성(capacitive)의 센서 시스템 및 그 외의 다른 센서 시스템을 포함한다. 이러한 장치들이 DEM의 하부 표면에 부착되고 DEM과 렌즈가 서보 모터 구동 슬라이드(servo motor driven slide)에 부착된다면 모터로의 센서 신호의 피드백이 기판으로부터의 DEM 하측 변부 및 렌즈 거리를 일정하게 유지시키기 위하여 항시 이용될 수 있다.
기판으로부터 일정한 거리에 DEM(및 렌즈)을 고정하기 위한 그 외의 다른 방법이 존재한다. 특허 출원 PCT/GB2004/001432호이 기술된 바와 같이 이러한 방법은 에어 퍽(air puck)을 이용하는데 기초로 한다. 본 실례에서, DEM과 렌즈는 기판 표면상에서 부유하는(float) 에어 퍽의 상부에 부착되어 상기 DEM 및 렌즈와 표면 사이에는 일정한 거리가 항시 유지된다.
이러한 방법의 주요 장점에 따르면, 기판과 퍽의 하부 표면 사이의 공기층이 고도의 정확도에 따라 동일한 두께로 자동적으로 유지됨에 따라 퍽, DEM 및 렌즈 조립체가 기판 표면 프로파일을 따라 형성되기 때문에 개별적인 높이 감지 장치와 서보 제어된 DEM 및 렌즈 이동 시스템이 요구되지 않는다. 물론 이러한 시스템은 유리 기판의 두께 변화율이 mm의 비율로 가변될 수 있는 FPD 장치를 제조하기 위하여 넓은 영역의 기판을 처리하기 위해 이상적이다.
DEM이 에어 퍽에 부착되는 가장 단순한 경우, 하부 측면에서의 셀로 유입된 가스로 인해 상부를 향하는 흐름은 애블레이션 영역을 지나가며 에어 서스페션 층(air suspension layer)을 형성하기 위하여 채널로 향하는 공기의 흐름으로부터 야기된 애블레이션 파편을 붙잡는다(entrap). 이 경우 중공 퍽(hollow puck)의 하측 측면으로부터 내부를 향하는 방향으로 빠져나가는 일부 공기는 DEM의 상부 근처에 부착된 강력한 추기 펌프(extraction pump)에 의해 상부로 흡입된다. 이러한 방법은 단순하지만 퍽의 내부로 이동될 수 있는 공기의 체적에 제한될 수 있다. 이로 인해 공기의 상부를 향하는 흐름이 효과적으로 형성되지 못하여 애블레이션 파편 추출의 효율이 제한된다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 에어 퍽내에 형성된 포트들이 중공 퍽의 중앙으로 추가적인 공기(또는 그 외의 가스)를 안내하도록 사용될 수 있는 것이 제안된다. 이러한 포트들은 퍽의 외부로부터 내부로 내부를 항하여 방사상으로 흐름을 안내하도록 배열되고 형태가 형성되어 퍽의 내부로 방출되는 가스는 기판 표면에 매우 인접하게 구속 해제(release)되고, 표면에 대해 작은 각도를 형성하도록 안내된다. 이러한 방법에 따라서 가스는 애블레이션 존을 향하여 표면을 따라 내부를 향하는 방향으로 높은 속도로 흐를 수 있다. 가스가 퍽의 중공 코아로 이동함에 따라 DEM에 제공된 흡입으로 인해 흐름은 방사상의 내부를 향하는 방향으로부터 상부를 향하는 방향으로 변하여 상부를 향하여 이동하는 애블레이션 파편을 보다 효과적으로 붙잡을 수 있다.
애블레이션 공정에 의해 발생된 파편은 크기와 양이 다양하게 형성될 수 있으며, 이러한 타입의 파편은 파편의 보강된 운반(entrainment)을 위해 가스 흐름을 증가시킴으로써 보다 효과적으로 제거될 수 있다. 에어 퍽에 장착된 DEM은 DEM의 창 위에 파편의 재-증착을 감소시키고 기판으로부터 파편의 제거를 개선시키기 위하여 추가적인 가스 유입 및 배출 포트를 가질 수 있다. 상기 포트는 적절한 펌프 또는 압축기에 연결됨으로써 공기 또는 가스를 기판으로 이송할 수 있거나 또는 대안으로 가스는 흡입 펌프에 연결된 포트에 의해 제거될 수 있다.
퍽 내의 포트는 공정의 스캐닝 처리 모드(scanning process mode)에서 기판 움직임(substrate motion)에 대해 평행하거나 또는 기울어지거나 또는 수직한 방향으로 기판의 표면을 따라 가스 또는 공기의 흐름을 선택적으로 안내하도록 배열될 수 있다. 이러한 상태에서 애블레이션 파편의 제거는 이동하는 기판에 대한 가스의 흐름과 연관되며, 이러한 방향은 포트들을 유입 또는 배출 흐름에 교대로 연결하는 밸브들을 밀폐하고 개방함으로써 변화될 수 있다. 대안으로 모든 퍽 조립체는 기판 움직임에 대해 포트들을 정확히 정렬시키도록 회전될 수 있다.
DEM의 다양한 특징들이 하기 설명된다. 레이저 창 위치(laser window location)는 다양한 위치에 형성될 수 있다. 몇몇의 경우 렌즈의 밑바닥에 인접한 DEM의 상측부에 창을 가지는 것이 바람직하며 이에 따라 DEM은 기판과 렌즈 사이의 공간을 거의 점유한다. 다른 경우, 창은 렌즈와 기판 사이의 중간 위치에 위치시키는 것이 바람직하다. 위치의 선정은 렌즈와 기판 사이의 레이저 빔의 형태에 의존된다. 렌즈가 빔의 초점을 맞출 때, 빔의 크기는 기판에 인접한 위치에서 매우 작게 형성되어 기판으로부터의 창의 위치 설정(positioning)은 높은 레이저 파워에 의해 야기된 손실을 방지하는데 중요하다. 한편 렌즈가 큰 상을 투영할 때, 특히 렌즈가 텔레센트릭 타입일 때, 창의 위치는 레이저 빔에 의한 손실의 위험 없이 기판 표면에 인접하게 형성될 수 있다.
보수(maintenance) 없이 오랜 기간 동안 DEM을 작동시키기 위하여 DEM 내부에 애블레이션 파편의 증착을 방지하는 것이 중요하다. 이러한 효과가 발생된다면 증착된 파편은 기판으로 재차 떨어질 것이다. 바람직하게 DEM은 스텝(step), 균열(discontinuity) 또는 갑작스러운 크기 변화 없이 평활한 내부 표면을 가지도록 형성되어져야 한다. DEM의 이러한 형태로 인해 가스의 흐름이 방해되지 않고 유닛 내에 파편이 증착되는 위험이 최소화된다.
이러한 예방책에도 불구하고, 가스 흐름의 속도가 DEM의 벽에 인접한 위치에서 낮게 형성되기 때문에, 몇몇의 파편이 가스 흐름으로부터 DEM의 벽위에 증착될 수 있는 가능성이 존재한다. 이러한 재료가 기판으로 떨어지는 것을 방지하기 위하여, DEM은 DEM의 벽으로부터 기판까지 파편을 위한 직접적인 경로가 없도록 구성된다. 이는 적절히 고안된 역방향으로 기울어진 표면 또는 스텝에 의해 달성된다.
레이저 빔이 DEM의 창을 통과하기 때문에, 창 위에 파편의 증착을 최소화시키는 것이 중요하다. 이는 창에 인접한 위치에 유입 가스의 흐름을 조절함으로써 달성되지만 결코 몇몇의 증착이 발생되지 않지는 않는다. 이 경우 창이 이동될 수 있도록 배열함으로써 DEM의 작동 수명을 연장시키는 것이 중요하며 이로 인해 창의 오염된 부분은 빔으로부터 제거될 수 있으며, 깨끗한 영역으로 교체될 수 있다. 이러한 창의 움직임은 자동으로 또는 수동으로 형성될 수 있다. DEM의 수명을 연장시키기 위하여 일체형 창 세척 시스템이 제공될 수 있다. 상기 시스템은 창의 오염된 측면을 주기적으로 이동시킬 수 있는 고정식 와이퍼 날 또는 이동식 와이퍼 날의 형태에 기초한다. 다른 실례에 있어서, 전력 또는 수동으로 구동되는 일련의 창들이 제공될 수 있으며, 상기 창들 중 한 창은 남겨진 부재들이 세척되는 동안 작업 창으로서 기능을 하도록 위치된다.
레이저 빔의 직경이 작게 형성되거나 DEM이 렌즈와 기판 사이에 형성된 공간의 일부분을 채우는 경우 투명 창은 홀과 구멍을 가진 불투명 판으로 교체될 수 있다. 구멍이 적절한 크기(판에서 빔의 크기보다 큰 크기)로 형성되고 DEM으로 제공된 흡입이 충분하다면 기판 근처에서 가스의 흐름이 상향으로 형성되고 동시에 구멍을 통과하는 가스의 하향 흐름이 형성되어 미립자의 파편은 기판으로부터 제거될 수 있으며 추가적으로 렌즈에 도달되지 않는다.
렌즈가 프로젝션 렌즈이고 비-텔레센트릭일 경우 레이저 빔은 렌즈와 기판 사이의 위치에 초점을 형성한다. 상기 위치는 스톱(stop)로 불린다. 상기 스톱 위치에서 빔의 크기가 작게 형성되는 경우 DEM의 상부를 밀봉하기 위하여 상기 스톱 위치에 위치된 판은 오직 미세한 구멍이 요구된다. 이 경우 DEM에서 가스 흐름에 따른 홀의 효과는 작게 형성된다.
마스크(또는 구멍)가 렌즈에 의해 투영되기 전에 다중-요소 렌즈 시스템이 빔을 균질화하기 위하여 이용된다면 스톱 위치에서의 빔은 더 이상 단일의 초점으로 형성되지 않지만 줄지은 초점(array)으로 형성된다. 초점들의 개수는 다중-요소 균질화 광학(multi-element homogenization optics)에 의해 형성된 “빔렛(beamlets)"으로 기술되는 것의 개수와 동일하다. 일반적으로 상기 개수는 100 내지 그 이상의 범위일 수 있으며 실시 가능한 스폿의 개수가 이용될 수 있다. 이 경우 DEM의 상부를 밀봉하는 판은 모든 빔렛이 통과할 수 있는 적절한 크기와 간격의 줄지은 홀을 가진다. 요구된 홀들의 각각의 크기는 렌즈의 초점 거리와 레이저 빔의 발산(divergence)에 의존되지만 대부분의 레이저는 실질적으로 1mm 미만이다.
이는 DEM의 상부가 스톱 위치에 위치된 줄지은 홀을 가진 판으로 밀봉되고 레이저가 자외선 엑시머 레이저 또는 근적외선 고체 레이저와 같은 다중모드의 형태일 때 자주 발생된다. 상기 레이저들은 투영을 위해 가장 상용되는 균일한 패턴을 형성하기 위하여 빔의 분절(segmentation)과 관련된 균질화 시스템들을 다수의 빔렛으로 비춰진다.
DEM으로 수용되고 그 뒤 DEM으로부터 추출되는 공기 또는 그 외의 가스는 밀폐된 사이클 흐름 루프 시스템(closed cycle flow loop system)에 수용될 수 있다. 이 경우 흐름 루프내에 제거된 입자를 가두기 위하여 펌프와 필터 유닛을 배치시키는 것이 바람직하다. 그 외의 경우, DEM으로부터 흡입된 공기 또는 그 외의 가스를 DEM으로 되돌려 보내기보다 자유롭게 배출시키는 것이 바람직하다. 이 경우 신선한 가스와 공기가 DEM으로 공급된다.
DEM을 에어 퍽위에 장착시키거나 또는 위치를 유지시키기 위한 그 외의 방법에 의해 거의 모든 배향으로 작동될 수 있다. DEM은 기판과 수직하게 그리고 빔과 수평으로 작동될 수 있다. 그 외의 배향은 수직 과 수평의 중간 각도에서 기판을 가질 수 있다.
또한 DEM은 하부로부터 상부를 향하는 수직한 방향으로 빔과 작동될 수 있으며 기판과 수평으로 작동될 수 있다. 제거되어지는 재료가 레이저 방사선을 통과시키는 기판위에 증착될 때 적절하다면 레이저 빔은 기판을 통하여 필름을 비출 수 있다. 이 경우 DEM은 기판의 한 측면에 위치될 수 있으며, 레이저 빔은 다른 측면에 위치될 수 있다. 수평의 경우, 빔은 상부로부터 유입되며 기판을 통해 하부로 이동한다. 그 뒤 DEM은 기판의 하부에 형성되며 하부 표면으로부터 제거된 파편을 포획한다(capture). 대안으로 빔은 기판의 하부로부터 상부로 유입되어 결과적인 파편으로 인해 상측부로부터 애블레이션이 야기된다. 후자의 경우 DEM은 상부에 형성된다. 상기 모든 경우 레이저 빔은 DEM을 통과할 수 없으며, 이로 인해 창 또는 투과된 빔 유입 판이 요구되지 않는다.
액체 유동 이용(liquid flow utilization)
기판위에 위치된 액체의 얇은 층으로부터 발생되는 개선점이 제안된다. 이 경우 액체는 창과 기판 사이에 항시 가둬진다. 액체 층의 두께는 얇게 형성되지 않으며, 기판과 렌즈 사이의 전체 공간을 채울 수 있지만 층이 1 또는 2 mm 까지의 범위에 형성된다면 보다 효과적으로 애블레이션 파편이 제거되고 가둬질 수 있다.
창은 렌즈와 같은 동일한 장착 장치에 부착되고 이들 모두는 적절한 센서 장치가 기판 상부의 위치를 감지함으로써 미끄럼 구동된 서버 모터에 의해 기판으로부터 일정한 거리에 고정된다. 따라서 기판과 창 사이의 간격(gap)은 항시 일정하게 유지된다. 간격은 셀 또는 DEM을 형성하며 애블레이션 공정 동안 발생된 입자를 제거하기 위하여 상기 간격을 통해 흐른다. 횡방향으로의 DEM의 크기는 레이저 빔에 의해 점유된 영역보다 다소 크다. 이미지 빔의 경우 크기는 20 mm 까지 형성될 수 있다. 스캐닝 광학 시스템의 경우 크기는 다소 크게 형성될 수 있다. DEM의 형태는 기판에서 빔의 형태에 가장 알맞고 적절한 원형, 삼각형, 직사각형 또는 그 외의 임의의 형태일 수 있다.
액체는 한 측면에서 DEM으로 주입되고 상반된 측면에서 배출되어 액체의 흐름은 창과 기판 사이의 DEM을 가로지른다. 액체는 애블레이션 파편을 가두며 애블레이션 영역으로부터 파편을 제거시킨다.
이러한 시스템은 광학 이미션 리소그래피(optical immersion lithography)를 위한 방법과 유사하며, 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper) 또는 스캐너 툴(scanner too)에서 이미징 렌즈들 사이의 간격은 초점의 깊이와 광학적 해상도(optical resolution)를 개선시키기 위해 액체가 채워진다. 이 경우, 일반적으로 기판은 레지스트 코팅된 웨이퍼이며, 렌즈에 의해 생성된 방사선 패턴(radiation pattern)은 구조물을 형성하기 위하여 구성된 레지스트를 노출시킨다. 이 경우 광도(light intensity)는 매우 낮게 형성되어 레지스트의 직접적인 애블레이션이 발생되지 않으며, 애블레이션 파편도 생성되지 않는다. 최악의 경우 노출 공정 동안 몇몇 가스는 유리된다(liberated). 상기 가스는 액체 내에 가둬져서 제거된다.
본 발명에 따라 레이저 빔의 강도는 애블레이션 파편을 형성하고 재료를 직접적으로 제거하기에 충분히 높게 형성된다. DEM 창에 의한 액체의 오염으로 인하여 본 발명은 애블레이션 공정 동안 발생되는 큰 압력에 있어서 적합하지 못하다. 이는 폴리머의 고에너지 최소 밀도 방사선에 있어서도 그러할 것이다. 높은 압력이 형성된 가스에 의해 애블레이션 공정 동안 생성된다면 그 뒤 액체 흐름은 분열시키며 DEM의 창이 손상을 입을 수 있다. 본 발명은 유기 또는 무기 재료의 얇은 층들이 적절하거나 또는 낮은 에너지 밀도에서 하부 기판으로부터 분리되어질 경우 특히 중요하다. 이 경우 미량의 가스가 형성되거나 또는 가스가 형성되지 않으며 압력이 발생되지 않고 액체 흐름과 셀은 교란되지 않는다. FPD에 기초한 재료의 얇은 층이 레이저에 의해 패턴 처리될 때 이러한 상태가 발생된다.
DEM 창이 기판에 인접하게 위치되기 때문에 이러한 액체 셀 발명은 빔의 초점이 맞춰지고 빔이 창에서 작은 크기로 형성될 경우 적합하지 않는다.
본 발명은 이미지 크기가 상대적으로 크게 형성되고 재료의 얇은 층을 애블레이션하기 위하여 필요한 에너지 밀도가 낮게 형성될 때 바람직하다.
창이 렌즈에 직접적으로 부착되고 창(및 렌즈)이 창과 기판 사이의 액체의 얇은 층 상에서 부유하는 경우 상기 언급된 타입의 액체 DEM이 고려될 수 있다. 이는 에어 퍽 및 상기 언급된 DEM과 유사하며, 이 경우 액체 셀은 부유 및 DEM 기능을 동시에 수행한다.
상기 언급된 DEM 발명의 기체 및 액체 버전은 원적외선(즉 10.6㎛)로부터 극자외선(즉 157 nm)까지의 파장을 가진 임의의 타입의 레이저 시스템과 이용될 수 있다. 주요 요구점으로는 광학적 방사선이 상당한 손실 없이 창의 재료를 통하여 통과되어져야 하며, 액체의 경우 액체는 레이저 방사선에 대해 투과되어져야 한다. 일반적으로 이러한 발명들은 193 nm 내지 1.06 ㎛의 파장 범위에서 레이저가 사용될 경우 최상의 사용으로 여겨진다. 이러한 범위에서 용융된 실리카는 이상적인 창 재료이며, 물은 이상적인 액체이다. 248 nm 또는 308 nm에서 작동하는 UV 엑시머 레이저 가 이용되는 경우 액체 DEM 장치는 다양한 분야에 적합하다.
DEM의 가스와 액체 형태들은 기판에 대해 고정된 DEM과 작동될 수 있거나 상대 운동이 형성된다. 고정된 경우 레이저 공정은 단계 및 반복 모드로 수행된다. 레이저 처리가 스캐닝 모드일 경우 이동식 경우로 발생될 수 있다.
본 발명을 실시하기 위한 모드.
도 1: 유체 흐름이 사용된 DEM 콘셉의 가스 형태는 공기이다. 평평한 기판(1)은 레이저 빔(3)에 의해 비춰지며, 상기 레이저 빔은 렌즈(2)에 의해 투영되거나(image) 초점이 맞춰진다. 레이저 빔(3)은 DEM(4)을 통과하며, 상기 DEM은 투명 창(transparent window, 5)에 의해 상측 단부가 밀폐되고 영역(R)에서 기판(1)이 애블레이트된다(ablate). 애블레이션 공정(ablation process)에 의해 발생된 임의의 반출된 파편(debris)과 공기는 DEM(4) 위의 포트(6)로부터 배출되며, 기판(1)과 DEM(4)의 하측 변부(4A) 사이의 간격(G)을 통하여 흡입된 유입되는 공기(7)로 교체된다. DEM(4)과 렌즈(2)는 서보 모터 구동 슬라이드 메커니즘(servo motor driven slide mechanism)(도시되지 않음)에 결합된 높이 센서에 의하여 기판(1)에 대해 일정한 위치에 유지된다.
도 2: 가스를 사용하는 DEM(4)은 내부에 가스의 유입구를 제공하기 위하여 DEM(4)의 상부 영역에 끼워 맞춤된 추가적인 포트(8)가 제공된다. 상기 추가적인 포트(8)는 창(5)의 하측부에서 공기(8A)의 세척 흐름(cleaning flow)이 유지되어지도록 제공된다.
도 3: 가스를 사용하는 DEM(4)의 보다 복합적인 형태는 포트(10)를 통하여 공기 흐름(10A)을 제공하는 에어 퍽(air puck, 9)에 부착되고 이로 인해 퍽(9)은 기판(1) 위에 부양되어 정해진 높이에서 간격(G)이 유지된다.
도 4: 공기 흐름 DEM(4)은 초가적인 공기 흐름(11A)을 애블레이션 위치(R)에 인접한 퍽(9)의 내부로 안내하기 위한 특정 가스 유입 포트(11)가 제공된다. 포트(11)는 애블레이션 위치(R)를 향하여 내부를 향하는 방향으로 공기 흐름(11A)을 안내하도록 제공되고, 상기 공기 흐름은 기판 표면에 대해 가능한 평행하게 형성되거나 적절한 미세한 각도로 형성되도록 안내된다. 포트(11)는 퍽(9)의 주위에 모두 배열될 수 있거나 또는 퍽(9)의 2개 이상의 측면에 배열될 수 있다.
도 5: DEM(4')은 투명한 기판(1)이 이용된다. 레이저 빔(3)은 측면(1B)과 상반된 기판(1)의 측면(1A)상에서 영역(R')으로부터 재료를 제거하기 위하여 기판(1)을 통과하며, 상기 측면(1B) 위에 렌즈(2)가 위치된다. 이 경우 DEM(4')은 레이저 창이 요구되지 않는다.
도 6: DEM(4")은 창이 줄지은 홀(an array of hole)(H1, H2)을 포함하는 판(12)으로 교체된 것으로 도시되며, 상가 각각의 홀로 인해 빔렛(beamlet, B1, B2)은 DEM(4")의 내부로 유입된다. 판(12)은 렌즈 스톱에 위치되며, 업-스트림 균질화기 옵틱스(up-stream homogenizer optics)에 의해 형성된 빔렛(13)은 필드 렌즈에 의해 줄지은 초점 스팟으로 초점이 맞춰진다. 이러한 상태는 논-텔레센트릭 프로젝션 렌즈에 의해 발생된다. 오직 2개의 빔렛(B1, B2)만이 도 6에 도시되지만 스톱에서 빔렛과 초점 스팟의 개수는 균질화기 옵틱스에 사용된 렌즈에 개수에 의존하여 100개를 초과하여 형성될 수 있다.
도 7: 가스 DEM(4)은 파편이 DEM의 벽에 증착되거나 또는 기판의 표면으로 떨어질 수 가능성을 최소화시키기 위하여 형성된 내부 구조물을 가진다. 포트(6, 6’)들은 하부를 향하여 기울어지도록 배열되어 포트(6, 6’)의 내부에서 파편은 DEM(4)의 내부를 향하여 이동되지 않는다. DEM(4)의 직경은 바닥으로부터 상부로 점진적으로 증가되며, DEM(4)의 벽으로부터 분리될 수 있는 증착된 파편을 포획하기 위하여 적절히 위치된 펌프식 파편 캐처 채널(pumped debris catcher channel, 14)을 포함한다.
도 8: 가스 셀(4)은 사용을 위해 에어 퍽(P) 위에 장착되고, 여기서 레이저 빔(3)은 수평으로 형성되고 기판(15)은 수직하게 장착된다. 이 경우 기판의 후방 측면에 장착된 제 2 에어 퍽(16)은 퍽(P)에 대해 기판(15)을 가압하기 위하여 사용되고 셀(4)은 일정한 크기의 간격(G)을 유지시키기 위하여 장착된다.
도 9: 도 9는 퍽(12)과 일체로 구성된 DEM(11)을 도시한다. DEM(11)은 상측 단부에 창을 가진 박스(13)로 구성되고, 상기 창을 통하여 레이저 빔(L)은 기판 작업편(work-piece, 17)의 영역(16)에서 DEM(11)과 구멍(15)을 통하여 화살표 A의 방향으로 안내된다. 유입 덕트(inlet duct, 18, 19)는 레이저 빔(L)이 현재 애블레이팅하는 영역(16)의 일부분 위에서 영역(20)으로 가스(공기)를 안내하기 위하여 퍽(12)내에 제공된다. 그 뒤 공기 흐름은 영역(20)으로부터 수직하게 이동하고, 반출된 파편(21)이 체적(22)으로 유입될 때까지 반출된 파편은 덕트(21)를 통하여 상승되고 그 뒤 배출 포트(23)에 의해 DEM으로부터 배출된다. 유입 덕트(18, 19), 영역(20), 체척(22) 및 배출 포트(23)의 치수와 크기는 유효 압력 차를 가지는 공기 흐름이 제거된 파편의 양을 최적화시키는 기능을 한다. 이 경우 덕트(18, 19)는 공기 흐름을 영역(20)으로 안내하기 위해 제공된다. 그러나 이러한 덕트들 중 한 덕트에서 영역(20)으로부터 덕트를 따라 유출 흐름을 제공하기 위해 흐름이 역으로 형성되도록 제공된다. 유입 덕트(18, 19)와 유사한 추가적인 덕트들은 덕트(18, 19)에 대해 공통의 축에 대해 수직의 축을 따라 제공되며(도시되지 않음), 이에 따라 4개의 유입 덕트들은 영역(20)의 주변 둘레에서 90°의 간격으로 이격된다.
도 10: 액체 흐름 DEM(4')은 기판(1)에 인접한 창(5)과 기판(1)의 상부 표면(U)과 창(5) 사이에 포획된 액체(17)의 층이 제공된다. 창은 렌즈(2)를 보유하는 동일한 메커니즘에 부착된다. 이들로 인해 기판(U)과 렌즈(2) 그리고 기판 표면(U)과 창(5) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위하여 센서 및 서보 모터-구동 슬라이드 장치에 의해 기판 표면(U)에 대해 보다 제어된 방식으로 형성된다. 액체 층(17)은 포트(19)에 의해 배출되고 포트(18)에 의해 기판(1)과 창(5) 사이의 간격(G')으로 유입된다.
본 발명은 작업편 위의 영역을 보다 용이하고 정확하게 레이저 애블레이션을 하기 위한 장치와 방법을 제공하며, 동시에 애블레이션으로부터 발생된 파편은 영역의 주변으로부터 제거되어 파편이 작업편에 임의로 증착되는 것이 방지된다.

Claims (20)

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  9. 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는 기판(1)의 영역과 레이저 빔(3)을 위한 초점 또는 이미징 렌즈(2) 사이에 위치된 부분적으로 밀폐된 파편 추출 모듈(DEM, 4)을 포함하여 구성되고,
    레이저빔 및 영역주위에 대칭으로 배치된 유입 포트 또는 포트들로부터 유체의 흐름(즉 가스 또는 증기, 액체 또는 이들의 조합물)이 파편 추출 모듈(Debris Extract Module, DEM)의 셀을 통과하고,
    상기 유체의 흐름이 다른 유체와 혼합되지 않는 영역위로 가로질러 흐르게 되어, 상기 영역으로부터 애블레이트된 파편을 포획하고, 영역에 수직한 미리 설정된 경로(6)를 따라 영역으로부터 떨어지도록 안내되며,
    상기 파편 추출 모듈(DEM)(4)은 레이저 빔(3)이 투과되는 창(5)에 의해 렌즈(2) 근처의 측면 상에서 밀폐되고,
    창(5)은 창(5) 위에 층착된 파편을 제거하기 위한 와이퍼 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 고정식 와이퍼를 포함하고 창(5)은 창(5)위에 증착된 파편을 제거하기 위하여 상기 고정식 와이퍼 위에서 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치.
  11. 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는 기판(1)의 영역과 레이저 빔(3)을 위한 초점 또는 이미징 렌즈(2) 사이에 위치된 부분적으로 밀폐된 파편 추출 모듈(DEM, 4)을 포함하여 구성되고,
    레이저빔 및 영역주위에 대칭으로 배치된 유입 포트 또는 포트들로부터 유체의 흐름(즉 가스 또는 증기, 액체 또는 이들의 조합물)이 파편 추출 모듈(Debris Extract Module, DEM)의 셀을 통과하고,
    상기 유체의 흐름이 다른 유체와 혼합되지 않는 영역위로 가로질러 흐르게 되어, 상기 영역으로부터 애블레이트된 파편을 포획하고, 영역에 수직한 미리 설정된 경로(6)를 따라 영역으로부터 떨어지도록 안내되며,
    파편 추출 모듈(DEM)(4)은 홀 또는 줄지은 홀들을 가지는 렌즈의 스톱에 위치된 판(12)에 의하여 렌즈(2)에 가장 인접한 측면상에서 밀폐되어 빔(13)이 파편 추출 모듈(DEM)(4)을 지나 영역(1)으로 이동되는 것을 특징으로 하는 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서, 유체의 흐름이 파편 추출 모듈(DEM)(4')으로 유입되어 영역의 일부분 위에서 흐르도록 하기 위하여 파편 추출 모듈(DEM)(4')과 기판(1) 사이의 간격(G')이 제공되고,
    파편 추출 모듈(DEM)(4')이 이동 가능한 슬라이드 상에 장착되고,
    기판(1)이 슬라이드에 링크 연결된 적절한 기판 표면 위치에 따라 움직이는 동안 파편 추출 모듈(DEM)(4')의 하측 변부(5)에 제공된 간격은 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치.
  14. 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는 기판(1)의 영역과 레이저 빔(3)을 위한 초점 또는 이미징 렌즈(2) 사이에 위치된 부분적으로 밀폐된 파편 추출 모듈(DEM, 4)을 포함하여 구성되고,
    레이저빔 및 영역주위에 대칭으로 배치된 유입 포트 또는 포트들로부터 유체의 흐름(즉 가스 또는 증기, 액체 또는 이들의 조합물)이 파편 추출 모듈(Debris Extract Module, DEM)의 셀을 통과하고,
    상기 유체의 흐름이 다른 유체와 혼합되지 않는 영역위로 가로질러 흐르게 되어, 상기 영역으로부터 애블레이트된 파편을 포획하고, 영역에 수직한 미리 설정된 경로(6)를 따라 영역으로부터 떨어지도록 안내되며,
    파편 추출 모듈(DEM)(4')은 기판(1)상에서 부유하는 에어 퍽에 부착되는 것을 특징으로 하는 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는 기판(1)의 영역과 레이저 빔(3)을 위한 초점 또는 이미징 렌즈(2) 사이에 위치된 부분적으로 밀폐된 파편 추출 모듈(DEM, 4)을 포함하여 구성되고,
    레이저빔 및 영역주위에 대칭으로 배치된 유입 포트 또는 포트들로부터 유체의 흐름(즉 가스 또는 증기, 액체 또는 이들의 조합물)이 파편 추출 모듈(Debris Extract Module, DEM)의 셀을 통과하고,
    상기 유체의 흐름이 다른 유체와 혼합되지 않는 영역위로 가로질러 흐르게 되어, 상기 영역으로부터 애블레이트된 파편을 포획하고, 영역에 수직한 미리 설정된 경로(6)를 따라 영역으로부터 떨어지도록 안내되며,
    가스 유입 포트(8)를 포함하고, 가스 유입 포트(8)는 창에 증착된 파편의 제거를 위한 가스 흐름을 제공하기 위하여 영역(1)으로부터 오프셋 설정된 DEM(4)의 영역에 위치되는 것을 특징으로 하는 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는 기판(1)의 영역과 레이저 빔(3)을 위한 초점 또는 이미징 렌즈(2) 사이에 위치된 부분적으로 밀폐된 파편 추출 모듈(DEM, 4)을 포함하여 구성되고,
    레이저빔 및 영역주위에 대칭으로 배치된 유입 포트 또는 포트들로부터 유체의 흐름(즉 가스 또는 증기, 액체 또는 이들의 조합물)이 파편 추출 모듈(Debris Extract Module, DEM)의 셀을 통과하고,
    상기 유체의 흐름이 다른 유체와 혼합되지 않는 영역위로 가로질러 흐르게 되어, 상기 영역으로부터 애블레이트된 파편을 포획하고, 영역에 수직한 미리 설정된 경로(6)를 따라 영역으로부터 떨어지도록 안내되며,
    유체의 흐름은 밀폐된 루프에서 흐르며, DEM으로부터 배출된 유체는 재순환하고 DEM으로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 기판의 영역을 레이저로 애블레이팅하기 위한 장치.
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