KR100985018B1 - Apparatus for processing a substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판가공 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 도광판을 가공하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to an apparatus for processing a light guide plate using a laser.
최근의 반도체 및 정보처 기술의 급속한 발전에 따라 경량이면서 고해상도, 저전력화 및 친환경적인 장점을 갖는 액정표시(Liquid Crystal Display, LCD)장치가 광범위하게 사용되고 있다. 이와 같은 장점에 의해, 최근에는 이동통신 단말기의 스크린과 같은 소형 표시장치에서 컴퓨터 및 텔레비전의 모니터와 같은 대형 표시장치로 그 응용범위가 급격하게 확산되고 있다. BACKGROUND With the recent rapid development of semiconductor and information technology, a liquid crystal display (LCD) device having light weight, high resolution, low power, and environmentally friendly advantages has been widely used. Due to these advantages, the application range of these devices has recently been rapidly spread from small display devices such as screens of mobile communication terminals to large display devices such as monitors of computers and televisions.
그러나, LCD 장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 광을 받아 화상을 형성하는 수광형 소자이므로 별도의 광원이 제공되어야 한다. 이에 따라, 문자, 이미지 및 영상과 같은 처리된 정보를 표시하는 액정패널의 뒤쪽에 면발광체인 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)을 배치하는 것이 일반적이다. However, since the LCD device itself is a light-receiving element that does not form an image by emitting light, but receives light from the outside to form an image, a separate light source must be provided. Accordingly, it is common to arrange a back light unit (BLU), which is a surface light emitting body, behind the liquid crystal panel displaying processed information such as text, images, and images.
이러한 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하방식과 에지방식으로 구분되며, 광원이 상기 액정패널의 양 측단에 배치되는 에지방식의 백라이트 유닛은 광원에서 발생한 선광원을 액정패널의 하부로 균일하게 유도하기 위한 도광판을 포함한다. 측부에 배치된 광원에서 방출된 광은 도광판의 측면을 통하여 입사되고 도광판 내부를 통과하는 동안 배면에 형성된 산란패턴에 의해 산란되어 백라이트 유닛의 전면을 통하여 균일하게 상기 액정패널로 입사된다. 일반적으로 상기 산란패턴은 상기 도광판의 배면에 다양한 형상을 갖는 커팅 홈이나 도트와 같은 돌출부를 규칙적 또는 불규칙적으로 배열하여 형성한다. The backlight unit is divided into a direct method and an edge method according to the position of the light source, and the edge type backlight unit in which the light source is disposed at both side ends of the liquid crystal panel to uniformly guide the line light source generated from the light source to the lower part of the liquid crystal panel. It includes a light guide plate for. The light emitted from the light source disposed in the side part is incident through the side surface of the light guide plate and scattered by the scattering pattern formed on the rear surface while passing through the inside of the light guide plate and uniformly enters the liquid crystal panel through the front surface of the backlight unit. In general, the scattering pattern is formed by regularly or irregularly arranging protrusions such as cutting grooves or dots having various shapes on the rear surface of the light guide plate.
도광판의 배면에 산란패턴을 형성하기 위하여 마스크를 이용한 노광공정을 구비하는 인쇄방식, 절삭 및 사출가공을 이용하는 기계적 방식 및 레이저 가공방식이 널리 이용되고 있다. In order to form a scattering pattern on the back surface of the light guide plate, a printing method including an exposure process using a mask, a mechanical method using cutting and injection processing, and a laser processing method are widely used.
상기 인쇄방식은 중대형 도광판에 산란패턴을 형성하는 방식으로서 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정이 주로 이용된다. 그러나, 포토리소그래피 공정 중에 마스크와 도광판의 표면 사이로 세정액이 스며들어 불량률이 높아지고 휘도가 충분하지 못한 단점이 있다. 커터를 이용한 절삭공정이나 몰드를 이용한 사출공정에 의해 산란패턴을 형성하는 기계적 방법은 가공시간이 길고 생산능률이 낮으며 패턴의 형상을 자유롭게 조절하기 어렵다는 단점이 있다. The printing method is a method of forming a scattering pattern on a medium-large light guide plate, and a photolithography process using a mask is mainly used. However, the cleaning solution penetrates between the mask and the surface of the light guide plate during the photolithography process, resulting in a high defect rate and insufficient luminance. The mechanical method of forming the scattering pattern by a cutting process using a cutter or an injection process using a mold has a disadvantage of long processing time, low production efficiency, and difficulty in freely controlling the shape of the pattern.
이에 따라, 최근에는 레이저 가공에 의한 패턴 형성방법이 널리 이용되고 있다. 종래의 레이저 가공방법에 의하면, 아크릴 재질의 도광판의 표면으로 직접 레이저 빔을 조사하여 국부적인 도트를 형성하고 일정한 패턴을 따라 레이저 헤드를 이동시킴으로써 도광판의 표면에 일정한 규칙을 갖는 다수의 도트를 배열함으로써 상기 산란패턴을 형성한다. Therefore, in recent years, the pattern formation method by laser processing is widely used. According to the conventional laser processing method, by irradiating a laser beam directly to the surface of the acrylic light guide plate to form a local dot and by moving the laser head along a predetermined pattern by arranging a plurality of dots having a certain rule on the surface of the light guide plate The scattering pattern is formed.
그러나, 종래의 레이저 가공에 의한 패턴형성 방법에 의하면, 상기 레이저 헤드의 이동속도가 느려서 대량생산에 적합하지 않은 문제점이 있다. 상기 인쇄방식이나 기계적 방식에 의하면, 전사패턴의 역할을 하는 마스크 패턴이나 몰드패턴의 형상을 따라 도광판 단위로 패턴형성 공정이 수행되지만, 레이저 방식은 레이저 헤드의 이동에 의해 도트단위로 개별적으로 형성하여 산란패턴을 완성하므로 상기 레이저 헤드의 이동속도에 의해 산란패턴의 공정속도가 좌우된다. 공정속도를 향상하기 위해 상기 레이저 헤드의 이동속도를 높이는 경우에는 패턴을 곡선형 패턴의 형성에는 어려움이 따르는 문제점이 있으며 고중량 레이저 헤드를 고속으로 이동시키는 경우에는 기계적 진동으로 인한 정밀제어가 어렵다는 문제점이 있다. However, according to the conventional pattern forming method by laser processing, there is a problem in that the moving speed of the laser head is slow and is not suitable for mass production. According to the printing method or the mechanical method, the pattern forming process is performed in the unit of the light guide plate according to the shape of the mask pattern or the mold pattern serving as the transfer pattern, but the laser method is separately formed in dots by the movement of the laser head. Since the scattering pattern is completed, the process speed of the scattering pattern depends on the moving speed of the laser head. When increasing the moving speed of the laser head to improve the process speed, there is a problem that the pattern is difficult to form a curved pattern, when moving the heavy laser head at high speed, it is difficult to precise control due to mechanical vibration have.
특히, 상기와 같은 레이저 가공에 의해 산란패턴 형성공정의 공정속도 저하는 도광판의 사이즈가 커질수록 심각한 공정효율 저하를 야기하며 최근 LCD/LED 패널의 사이즈 대형화에 부응하지 못하는 문제점이 있다. In particular, the decrease in the process speed of the scattering pattern forming process by the laser processing as described above causes a serious decrease in process efficiency as the size of the light guide plate increases, and there is a problem in that the size of the LCD / LED panel cannot be recently increased.
본 발명의 일 목적은 동시에 다수의 기판을 가공하여 공정효율을 향상할 수 있는 기판 가공 장치를 제공하는 것이다. One object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can process a plurality of substrates at the same time to improve the process efficiency.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가공 장치는 서로 수직한 x축 및 y축에 의해 정의되는 상면을 구비하며 상기 상면으로부터 중앙부를 관통하는 개구를 구비하는 몸체, 가공대상 표면의 평면벡터가 상기 x축 또는 y축과 평행한 적어도 하나의 기판을 지지하며 상기 상면을 관통하도록 상기 기판을 이송하는 기판 이송모듈 및 상기 상면을 따라 이동하면서 상기 가공대상 표면의 평면벡터와 평행하게 상기 기판으로 레이저를 조사하는 가공모듈을 포함한다. Substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object has a top surface defined by the x-axis and y-axis perpendicular to each other, the body having an opening penetrating through the central portion from the top surface, the object to be processed The plane vector of the surface supports at least one substrate parallel to the x or y axis and is parallel to the plane vector of the surface to be processed while moving along the top surface and the substrate transfer module for transferring the substrate to penetrate the top surface. It includes a processing module for irradiating a laser to the substrate.
일실시예로서, 상기 가공모듈은 상기 레이저를 생성하는 적어도 하나의 레이저 발생기, 상기 레이저를 상기 기판으로 조사하여 상기 가공대상 표면에 패턴을 형성하는 적어도 하나의 레이저 헤드, 상기 개구를 둘러싸도록 상기 상면에 배치된 가이드 레일 및 일측에 상기 레이저 헤드가 착탈 가능하게 고정되고 타측은 상기 가이드 레일에 이동 가능하게 결합되어 상기 레이저 헤드를 상기 상면과 평행한 면상에서 상기 개구의 둘레를 따라 이송시키는 레이저 헤드 이송유닛을 포함한다. In one embodiment, the processing module is at least one laser generator for generating the laser, at least one laser head for irradiating the laser to the substrate to form a pattern on the surface to be processed, the upper surface to surround the opening The laser head is detachably fixed to the guide rail and one side disposed on the other side, and the other side is movably coupled to the guide rail to transfer the laser head along the circumference of the opening on a plane parallel to the upper surface. It includes a unit.
상기 가공모듈은 상기 레이저 발생기로부터 방출되는 상기 레이저의 경로를 변경하여 상기 레이저 헤드로 유도하는 경로 변경자(path changer)를 더 포함하며 상기 경로 변경자와 상기 레이저 발생기는 상기 상면에 배치되어 상기 상면과 평행한 면상에서 상기 레이저 발생기로부터 상기 레이저 헤드로 공급된다. The processing module further includes a path changer for changing the path of the laser emitted from the laser generator to guide the laser head, wherein the path changer and the laser generator are disposed on the upper surface and parallel to the upper surface. It is supplied from the laser generator to the laser head on one surface.
일실시예로서, 상기 기판은 상기 평면벡터가 상기 x축과 평행한 제1 가공기판, 상기 y축과 평행한 제2 가공기판, -x축과 평행한 제3 가공기판 및 -y축과 평행한 제4 가공기판을 포함하며, 상기 경로 변경자는 상기 제1 가공기판 및 제2 가공기판 사이에 위치하여 상기 레이저의 조사방향이 -x축 방향에서 -y축 방향으로 변경되는 제1 경계영역에 배치되는 제1 변경자, 상기 제2 가공기판 및 제3 가공기판 사이에 위치하여 상기 레이저의 조사방향이 -y축 방향에서 x축 방향으로 변경되는 제2 경계영역에 배치되는 제2 변경자 및 상기 제3 가공기판 및 제4 가공기판 사이에 위치하여 상기 레이저의 조사방향이 x축 방향에서 y축 방향으로 변경되는 제3 경계영역에 배치되는 제3 변경자를 포함하고 상기 레이저 발생기는 상기 제4 가공기판 및 제1 가공기판 사이에 위치하는 제4 경계영역에 배치되어 상기 제1 가공기판의 가공대상 표면과 나란하게 상기 레이저를 방출한다. 이때, 상기 레이저 헤드는 상기 각 기판에 대응하여 다수 배치되어 상기 레이저는 상기 각 기판에 대하여 서로 독립적으로 조사되도록 구성될 수 있다. In some embodiments, the substrate may include a first processed substrate having the plane vector parallel to the x axis, a second processed substrate parallel to the y axis, a third processed substrate parallel to the -x axis, and parallel to the -y axis. And a fourth processing substrate, wherein the path changer is positioned between the first processing substrate and the second processing substrate to change the irradiation direction of the laser from the -x axis direction to the -y axis direction. A second modifier disposed between the first modifier, the second processed substrate, and the third processed substrate, the second modifier disposed in a second boundary region in which the irradiation direction of the laser is changed from the -y axis direction to the x axis direction; A third modifier positioned between a third processing substrate and a fourth processing substrate and disposed at a third boundary region in which the irradiation direction of the laser is changed from the x-axis direction to the y-axis direction, wherein the laser generator includes the fourth processing substrate And between the first processing substrate The second is disposed in the fourth border region and emits the laser in parallel to the processing target surface of the first processed substrate. In this case, the laser head may be arranged in correspondence with each of the substrates so that the laser may be irradiated independently of each other with respect to the substrates.
일실시예로서, 상기 가공모듈은 상기 가이드 레일과 나란하게 상기 상면에 배치되고 상기 레이저 헤드 이송유닛과 결합하는 동력전달 유닛 및 상기 동력전달 유닛으로 구동력을 전달하는 동력원(power source)을 구비하여 상기 레이저 헤드가 고정된 상기 레이저 이송유닛을 상기 가이드 레일을 따라 이동시키는 레이저 헤드 구동기를 포함한다. In one embodiment, the processing module has a power transmission unit disposed on the upper surface side by side with the guide rail and coupled to the laser head transfer unit and a power source for transmitting a driving force to the power transmission unit, It includes a laser head driver for moving the laser transfer unit fixed to the laser head along the guide rail.
일실시예로서, 상기 가공모듈은 상기 상면의 상부에 상기 레이저 발생기가 배치되는 제1 지지부 및 상기 레이저 발생기로부터 방출되는 상기 레이저의 경로를 상기 제1 지지부의 하부에 위치하는 상기 레이저 헤드로 유도하는 경로 변경자가 배치되는 제2 지지부 및 상기 제2 지지부와 연결된 상기 레이저 헤더 이송유닛을 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 레이저 헤드 구동기를 더 포함한다. In one embodiment, the processing module guides the first support part in which the laser generator is disposed on the upper surface and the path of the laser emitted from the laser generator to the laser head located in the lower part of the first support part. It further comprises a laser head driver for moving along the guide rail the second support portion and the laser header transfer unit connected to the second support is disposed the path changer.
상기 제1 지지부는 상기 상면의 제1영역으로부터 상기 x축 및 y축과 서로 수직한 z축 방향으로 연장하는 제1 수직부재 및 상기 제1 수직부재로부터 상기 상면과 평행한 방향으로 연장되며 표면에 상기 레이저 발생기 및 상기 레이저 발생기로부터 방출된 상기 레이저를 하방으로 반사하는 제1 경로 변경자가 배치된 제1 평판을 포함하며 상기 제2 지지부는 상기 상면의 제2 영역으로부터 상기 z축 방향으로 연장하는 제2 수직부재 및 상기 제2 수직부재로부터 상기 상면과 평행한 방향으로 연장되며 표면에 상기 제1 경로 변경자의 수직 하부에 위치하는 제2 경로 변경자가 배치되는 제2 평판을 포함한다. 이때, 상기 레이저 헤드 구동기는 상기 레이저 헤드 이송유닛으로부터 상기 z축 방향으로 연장하는 제3 수직부재, 상기 제2 평판 및 상기 제3 수직부재와 서로 연결되어 상기 제2 평판 및 상기 제3 수직부재 사이의 이격거리를 가변적으로 조절하는 신축이음 부재 및 상기 제2 수직부재로 구동력을 전달하여 상기 제2 수직부재의 회전에 따라 상기 레이저 헤드 이송유닛을 이동시키는 동력원을 포함한다. 상기 가공모듈은 상기 제3 수직부재의 상부에서 상기 제2 경로 변경자와 동일 평면상에 배치되어 상기 제2 경로 변경자로부터 반사된 상기 레이저를 상기 제3 수직부재를 따라 상기 레이저 헤드로 유도하는 제3 경로 변경자를 더 포함한다. The first support portion extends in a direction parallel to the upper surface from the first vertical member and the first vertical member extending in a z-axis direction perpendicular to the x-axis and y-axis from the first region of the upper surface. A first plate disposed with the laser generator and a first path changer reflecting downwardly the laser emitted from the laser generator, wherein the second support portion extends in the z-axis direction from a second region of the upper surface; And a second flat plate extending in a direction parallel to the upper surface from the second vertical member and the second vertical member, and having a second path changer disposed on a surface of the first vertical path changer. In this case, the laser head driver is connected to the third vertical member, the second flat plate and the third vertical member which extend in the z-axis direction from the laser head transfer unit, between the second flat plate and the third vertical member. It includes a stretch joint member for variably adjusting the separation distance and the power source to transfer the driving force to the second vertical member to move the laser head transfer unit in accordance with the rotation of the second vertical member. The processing module may be disposed on the same plane as the second path changer on the third vertical member to guide the laser reflected from the second path changer to the laser head along the third vertical member. It also includes a route modifier.
일실시예로서, 상기 가공모듈은 상기 레이저 발생기로부터 레이저를 다수의 분광 레이저로 분광하는 분광기 및 상기 각 분광 레이저의 경로를 개별적으로 변경하여 상기 레이저 헤드로 유도하는 경로 변경자(path changer)를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the processing module further includes a spectroscope for spectroscopy of the laser from the laser generator into a plurality of spectroscopic lasers, and a path changer for individually changing the paths of the spectroscopic lasers and directing them to the laser head. can do.
일실시예로서, 상기 기판 이송 모듈은 상기 개구를 관통하도록 배치되어 상기 개구의 축 방향을 따른 선형이동 및 상기 z축을 중심으로 한 회전이동이 가능한 중심축, 상기 중심축과 연결되는 프레임, 상기 프레임에 고정되어 상기 기판이 장착되는 기판이송 평판 및 상기 중심축을 선형 및 회전운동 시키는 기판 구동기를 포함한다. In one embodiment, the substrate transfer module is disposed so as to penetrate through the opening, a central axis capable of linear movement along the axial direction of the opening and rotational movement about the z axis, a frame connected to the central axis, the frame It is fixed to the substrate transfer plate on which the substrate is mounted and a substrate driver for linear and rotational movement of the central axis.
본 발명에 의하면, 다수의 기판을 둘러싸는 가이드 레일을 따라 레이저 헤드가 일정한 속도로 이동하면서 각 기판으로 레이저를 조사하여 패턴을 형성할 수 있다. 특히, 등속 직선운동으로 상기 레이저 헤드를 이동하면서 레이저를 조사하여 균일한 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 동시에 다수의 기판에 대하여 레이저를 조사함으로써 패터닝 공정의 효율을 현저히 항샹할 수 있다. According to the present invention, the laser head is irradiated to each substrate to form a pattern while the laser head moves at a constant speed along the guide rail surrounding the plurality of substrates. In particular, it is possible to form a uniform pattern by irradiating a laser while moving the laser head in a constant velocity linear motion. In addition, by simultaneously irradiating a plurality of substrates with a laser, the efficiency of the patterning process can be significantly improved.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 기판 가공 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 가공 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1에 도시된 기판 가공 장치의 가공모듈을 상세하게 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 기판 가공 장치를 나타내는 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 제3 실시예에 의한 기판 가공 장치를 나타내는 사시도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 기판 가공 장치의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 패턴형성 장치를 이용하여 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 도 6에 도시된 패턴 형성 방법의 기판 장착 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 도 6에 도시된 패턴 형성방법의 제1 패턴 형성단계를 나타내는 흐름도이다.
도 10 및 도 11은 도 1에 도시된 헤드 구동기를 이용하여 레이저 헤드를 이송하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면들이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따라 도 6에 도시된 기판이송 평판의 이송단계를 나타내는 흐름도이다.1 is a perspective view schematically showing a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the substrate processing apparatus shown in FIG. 1. FIG.
3 is a perspective view showing in detail the processing module of the substrate processing apparatus shown in Figure 1 according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
5A is a perspective view showing a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5B is a plan view of the substrate processing apparatus shown in FIG. 5A.
6 is a flowchart illustrating a method of forming a pattern using a pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a substrate mounting step of the pattern forming method illustrated in FIG. 6.
8 is a flowchart illustrating a first pattern forming step of the pattern forming method illustrated in FIG. 6.
10 and 11 are schematic views illustrating a process of transferring a laser head by using the head driver shown in FIG. 1.
12 is a flowchart illustrating a transfer step of the substrate transfer plate shown in FIG. 6 according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다. In each of the drawings of the present invention, the size or dimensions of the structures are shown to be enlarged or reduced than actual for clarity of the invention.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In the present invention, the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, But should not be construed as limited to the embodiments set forth in the claims.
즉, 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. That is, the present invention may be modified in various ways and may have various forms. Specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
기판 가공 장치 ISubstrate Processing Equipment I
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 기판 가공 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이며 도 2는 도 1에 도시된 기판 가공 장치의 평면도이다. 1 is a perspective view schematically showing a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the substrate processing apparatus shown in FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 기판 가공 장치(1000)는 서로 수직한 x축 및 y축에 의해 정의되는 상면(110)을 구비하며 상기 상면으로부터 중앙부를 관통하는 개구(112)를 구비하는 몸체(100), 가공대상 표면의 평면벡터가 상기 x축 또는 y축과 평행한 적어도 하나의 기판(S)을 지지하며 상기 상면(110)을 관통하여 상기 기판(S)을 이송하는 기판 이송모듈(200) 및 상기 상면(110)에 배치되어 상기 개구(112)의 둘레를 따라 이동하면서 상기 가공대상 표면의 평면벡터와 평행하게 상기 기판(S)으로 레이저를 조사하는 가공모듈(300)을 포함한다. 1 and 2, the
일실시예로서, 상기 몸체(100)는 평탄한 평면을 갖도록 가공된 상면(100)을 구비하며 상기 상면(110)으로부터 상기 몸체(100)의 중앙부를 관통하는 개구(112)가 배치된다. 상기 개구(112)는 후술하는 바와 같이 다수의 가공대상 기판(S)이 기판이 장착되는 기판이송 평판이 고정된 프레임이 상기 몸체(100)를 관통하면서 이송될 수 있도록 충분한 사이즈를 갖도록 형성된다. 또한, 후술하는 바와 같이 상기 개구(112)를 둘러싸도록 상기 상면(110)에 배치되는 가이드 레일을 따라 상기 기판(S)으로 레이저를 조사하기 위한 레이저 헤드 이송유닛이 이동하므로 상기 몸체(100)는 충분한 내진성 및 내구성과 강성을 갖도록 형성한다. In one embodiment, the
예를 들면, 상기 몸체(100)는 충분한 두께를 갖는 평판 암석이나 퀄츠의 중앙부에 상기 개구(112)를 형성함으로써 상기 상면(110)과 일체로 형성될 수 있다. 이와 달리, 충분한 강도 및 강성을 갖는 다수의 조립부재를 이용하여 중앙부에 충분한 사이즈의 개구를 갖는 하부 구조물을 형성하고 상기 개구에 상기 상면(110) 및 상기 상면(110)의 중앙부에서 상기 몸체(100)를 관통하는 개구(112)를 구비하는 상부 구조물을 조립함으로써 형성될 수도 있다. 상기 일체형 몸체(100)는 대형 가공 장치로서 일정한 위치에 고정되어 사용되어 공정 안정성을 향상할 수 있으며 상기 조립형 몸체(100)는 조립 가공성이 우수하여 기동성이 요구되는 소형 가공 장치에 유리하다. For example, the
일실시예로서, 상기 몸체(10)는 도 1에 도시된 좌표축을 기준으로 x방향을 따른 폭, y방향을 따른 길이 및 z방향을 따른 두께를 갖도록 제공되며 상기 레이저를 생성하는 레이저 발생기의 위치를 확보하기 하도록 폭보다 큰 길이를 갖도록 구성한다. In one embodiment, the body 10 is provided to have a width along the x direction, a length along the y direction, and a thickness along the z direction with respect to the coordinate axis shown in FIG. 1 and the position of the laser generator to generate the laser. It is configured to have a length larger than the width to ensure that.
한편, 상기 몸체(100)의 상부 또는 하부에 가공대상 기판을 상기 기판 가공 장치(1000)로 로딩하거나 가공이 완료된 기판을 상기 기판 가공 장치로부터 언로딩 하기 위한 기판 카세트(미도시)가 배치될 수 있다. 따라서, 상기 기판(S)은 상기 몸체(100)의 상면(110)과 수직한 z축 방향을 따라 로딩되거나 언로딩 될 수 있다. On the other hand, a substrate cassette (not shown) for loading a substrate to be processed into the
일실시예로서, 상기 기판 이송모듈(200)은 상기 개구를 관통하도록 배치되어 상기 z축 방향을 따른 선형이동 및 상기 z축을 중심으로 한 회전이동이 가능한 중심축(210), 상기 중심축(210)과 연결되는 프레임(220), 상기 프레임(220)에 고정되어 상기 기판(S)이 장착되는 기판이송 평판(230) 및 상기 중심축(210)을 선형 및 회전운동 시키는 기판 구동기(240)를 포함한다. 본 실시예에서는 상기 상면에 수직하도록 z축을 따라 관통하는 실시예를 개시하고 있지만, 상기 상면을 관통하도록 이송되는 한 상기 상면과 일정한 경사를 가질 수도 있음은 자명하다.In one embodiment, the
상기 중심축(210)은 상기 개구(112)의 중심을 경유하여 상기 몸체(100)를 관통하도록 배치되고 상기 프레임(220)과 연결된다. 이때, 상기 중심축(210)은 상기 프레임(220)의 형상 및 상기 기판 가공 장치(1000)의 사용 환경이나 가공조건에 따라 원형이나 다각형과 같은 다양한 형상을 가질 수 있음은 자명하다. 상기 프레임(220)은 다수의 슬렌더 부재(slender member)를 조립하여 상기 중심축(210)에 고정되고 상기 기판이송 평판(230)을 장착할 수 있는 조립 구조물을 포함한다. 이때, 상기 프레임(220)은 상기 개구(112)를 통하여 상기 몸체(100)를 자유롭게 관통하여 이동할 수 있도록 상기 개구(112)보다 작은 사이즈를 갖도록 구성된다. The
예를 들면, 상기 프레임(220)은 상기 개구(112)를 통하여 상기 몸체(100)를 자유롭게 관통하여 이동할 수 있는 직육면체 형상의 앵글 조립체를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 프레임(230)의 측면에 각각 기판이송 평판(230)이 배치될 수 있으며 상기 기판이송 평판(230)에 가공대상 기판(S)이 고정된다. 따라서, 상기 프레임(220)의 형상은 다양한 형상을 갖는 상기 기판(S)을 용이하게 고정할 수 있다면 다양한 형상을 가질 수 있으며 상기 기판(S)의 사이즈에 따라 그 사이즈가 변경될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 기판(S)은 약 40인치 내지 약 70인치의 길이를 갖도록 다양하게 공급될 수 있으므로 상기 프레임(220)은 최소 70인치 이상의 장방형 측면을 갖도록 구성될 수 있다. For example, the
상기 기판이송 평판(230)은 상기 프레임(220)에 다수 배치되어 상기 프레임(220)의 z축을 따른 선형이동 및 z축을 중심으로 한 회전이동에 의해 동시에 선형이동 및 회전이동이 가능하게 구성된다. 특히, 직육면체 형상을 갖는 상기 프레임(220)의 각 측면에 다수의 기판이송 평판(230)이 각각 배치되어 상기 기판이송 평판(230)에 고정된 기판(S)은 가공대상 표면을 정의하는 평면벡터가 상기 상면(110)을 정의하는 평면벡터와 서로 수직하도록 배치된다. 즉, 상기 상면(110)의 평면벡터는 z축과 나란하지만 상기 기판의 가공대상 표면을 정의하는 평면벡터는 상기 x축 또는 y축과 나란하다. The
이때, 상기 각 기판이송 평판(230)은 상기 프레임(220)의 이송에 의해 동시에 이동할 수도 있고 상기 프레임(220)에 대하여 개별적인 상대운동을 통하여 각각 이동할 수도 있다. 따라서, 상기 기판이송 평판(230)에 고정된 다수의 가공대상 기판(S)은 운전자의 필요에 따라 개별적으로 이동될 수도 있고 동시에 이동될 수도 있다In this case, each
특히, 상기 프레임(220)이 직육면체 형상을 갖는 경우 상기 프레임(220)의 각 측면에 배치되는 4개의 기판이송 평판(230)에 각각 배치되는 제1 내지 제4 기판(S1 내지 S4)의 평면벡터는 각각 x축, y축, -x축 및 -y축을 각각 향하며 모두 상기 상면(110)과 평행하다. In particular, when the
상기 기판(S)은 상기 기판이송 평판(230)의 표면에 고정되어 상기 프레임의 선형이동 및 회전이동에 의해서도 상기 기판이송 평판(230)과 분리되지 않는다. 예를 들면, 상기 기판이송 평판(230)의 표면에 상기 기판(S)의 고정을 위한 별도의 고정부재(미도시)를 구비하거나 상기 평판(230)의 내부에 진공압을 형성하과 상기 진공압으로 상기 기판(S)을 흡착하여 고정하기 위한 별도의 진공펌프(미도시)를 포함할 수 있다. The substrate S is fixed to the surface of the
상기 기판(S)은 레이저 가공을 통하여 표면에 소정의 패턴을 형성하기 위한 기판이라면 그 용도와 형상에 구애되지 않는다. 예를 들면, 웨이퍼와 같이 반도체 소자를 가공하기 위한 반도체 기판, 평판 표시장치를 제조하기 위한 유리기판 및 상기 평판 표시장치의 백라이트 어셈블리의 도광판 등을 포함할 수 있다. 본 실시예의 경우, 액정표시장치의 백라이트 어셈블리용 도광판에 대하여 광 산란을 위한 도트패턴을 형성하는 것을 예시적으로 개시한다. 그러나, 도광판용 도트 패턴뿐만 아니라 다양한 패턴의 형성에 본 발명의 패턴형성 장치가 이용될 수 있음은 자명하다. The substrate S is not limited to its use and shape as long as it is a substrate for forming a predetermined pattern on the surface through laser processing. For example, the semiconductor substrate may include a semiconductor substrate for processing a semiconductor device such as a wafer, a glass substrate for manufacturing a flat panel display, and a light guide plate of a backlight assembly of the flat panel display. In the present exemplary embodiment, the dot pattern for light scattering is exemplarily described for the light guide plate for the backlight assembly of the liquid crystal display device. However, it is apparent that the pattern forming apparatus of the present invention can be used to form not only the dot pattern for the light guide plate but also various patterns.
상기 기판 구동기(240)는 상기 중심축(210)으로 동력을 공급하여 상기 z축을 따라 상기 중심축을 선형이동 시키거나 상기 z축에 대하여 상기 중심축을 회전운동 시킨다. 예를 들면, 상기 기판 구동기(240)는 상기 중심축(210)을 둘러싸는 베어링을 구비하는 하우징(미도시)과 서보 모터 및 상기 z축 방향 이송을 위한 리니어 스케일을 포함한다. The
상기 기판이송 평판(230)에 고정된 기판(S)은 상기 가공모듈(300)에 의해 가공대상 표면에 소정의 패턴을 갖도록 가공된다. The substrate S fixed to the substrate transfer
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 기판 가공 장치의 가공모듈을 상세하게 나타내는 사시도이다. 3 is a perspective view showing in detail the processing module of the substrate processing apparatus shown in Figure 1 according to an embodiment of the present invention.
일실시예로서, 상기 기판이송 평판(230)에 고정된 상기 기판(S)을 가공하기 위한 상기 가공모듈(300)은 상기 레이저를 생성하는 적어도 하나의 레이저 발생기(310), 상기 레이저를 상기 기판(S)으로 조사하여 상기 가공대상 표면에 패턴을 형성하는 적어도 하나의 레이저 헤드(320), 상기 개구(112)를 둘러싸도록 상기 상면(110)에 배치된 가이드 레일(330) 및 일측에 상기 레이저 헤드(320)가 착탈 가능하게 고정되고 타측은 상기 가이드 레일(330)에 이동 가능하게 결합되어 상기 레이저 헤드(320)를 상기 상면(110)과 평행한 면상에서 상기 개구(112)의 둘레를 따라 이송시키는 레이저 헤드 이송유닛(340)을 포함한다. In one embodiment, the
상기 레이저 발생기(310)는 상기 몸체(100)의 상면(110)에 적어도 하나 배치되어 상기 기판을 가공한 레이저를 생성한다. 예를 들면, 상기 레이저 발생기(310)에서 생성된 레이저는 일정한 주기를 갖는 펄스형태로 발생되어 연속적으로 상기 레이저 헤드로 공급되거나 연속적으로 공급되는 레이저를 일정한 주기로 단속하여 상기 레이저 헤드로 공급할 수 있다. 상기 레이저는 상기 기판(S)의 가공대상 표면을 용융 또는 용해시켜 기판의 표면에 소정의 도트 패턴을 형성한다. 따라서, 상기 레이저 발생기(310)는 상기 기판의 재질에 따라 기판의 표면을 용융 또는 용해하기에 적절한 파장을 갖는 레이저를 발생할 수 있다. 예를 들면, 상기 레이저 발생기(310)는 CO2 레이저, 엑시머 레이저, Ar 레이저, Kr 레이저와 같은 가스 레이저를 생성하거나 YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드리트 레이저, Ti:사파이어 레이저, Y2O3 레이저와 같은 고상 레이저를 생성할 수 있다. 상기 고상 레이저는 Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, Yb 또는 Tm으로 도핑된 YAG, YVO4, YLF, YAlO3 등의 결정들을 이용할 수 있다. 본 실시예에서 상기 레이저 발생기(310)는 펄스 발진형 CO2 레이저를 1㎛ 파장대역을 갖는 레이저빔으로 생성한다. The
상기 레이저 발생기(310)는 생성된 레이저가 상기 기판(S)의 가공대상 표면과 나란한 진행경로를 갖도록 상기 상면(110)에 배치된다. 본 실시예의 경우 상기 레이저 발생기(310)는 상기 제1 기판(S1)과 나란하게 상기 레이저를 방출할 수 있도록 상기 제4 기판(S4)과 상기 제1 기판(S1) 사이의 모서리에 배치된다. 이때, 상기 레이저 발생기(310)에서 발생된 레이저는 상기 제1 기판(S1)과 나란하게 상기 레이저 헤드(320)로 공급된다. The
다른 실시예로서, 상기 레이저 발생기(310)는 가공효율을 높이기 위해 다수 설치될 수도 있다. 예를 들면, 상기 제4 기판(S4)과 제1 기판(S1) 사이의 경계영역뿐만 아니라 이와 대칭되도록 상기 제2 기판(S2)과 제3 기판(S3) 사이의 경계영역에도 배치될 수 있다. 이때, 상기 레이저는 동시에 2개의 지점에서 발생되어 상기 제1 기판(S1) 및 제3 기판(S3)과 나란하게 진행할 수 있다. 이때, 상기 레이저 헤드(320)는 상기 레이저 발생기(310)의 각각에 대응하도록 다수 배치될 수 있다. 즉, 상기 프레임(220)의 형상과 구조 및 가공효율의 정도에 따라 상기 레이저 발생기(310)와 레이저 헤드(320)는 다양하게 배치될 수 있다.In another embodiment, the
상기 레이저 헤드(320)는 상기 가이드 레일(330)을 따라 이동하면서 상기 레이저 발생기(310)에서 발생된 레이저를 상기 기판(S)으로 조사하여 상기 기판의 표면을 용융 또는 용해하여 패턴을 형성한다. 특히, 상기 기판(S)이 프레임(220)에 대하여 개별적으로 이동하는 경우에는 각 기판(S)에 대한 독립적인 가공이 요구되므로 각 기판(S)에 대응하는 각각의 레이저 헤드(320)가 배치되어 각 기판(S)에 대한 독립적인 가공을 수행할 수 있다.The
예를 들면, 상기 레이저 헤드(320)는 입체형상을 갖는 헤드 하우징(미도시), 상기 레이저 발생기(310)와 동일한 평면상에 위치하도록 상기 헤드 하우징의 일단에 배치되어 상기 레이저 발생기(310)로부터 발생된 레이저가 입사되는 반사경(미도시) 및 상기 기판의 표면과 대향하도록 상기 헤드 하우징의 타단에 배치되어 상기 반사경으로부터 반사된 레이저를 기판의 표면으로 집중시키는 초점렌즈(미도시)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 레이저는 상기 기판(S)의 표면과 나란하게 진행하므로 상기 헤드 하우징의 내부에서 상기 레이저의 경로는 수직하게 변경되어 상기 기판으로 조사된다. For example, the
상기 반사경으로부터 반사된 레이저는 상기 초점렌즈로 집속되어 레이저 빔을 형성한다. 바람직하게는, 상기 초점렌즈의 측부에 상기 기판(S) 표면과 초점렌즈 사이의 초점거리를 조절하여 기판 표면으로 조사되는 레이저의 에너지를 극대화 할 수 있도록 초점거리 조절부재(미도시)를 더 배치할 수 있다. The laser reflected from the reflector is focused onto the focus lens to form a laser beam. Preferably, a focal length adjusting member (not shown) is further disposed on the side of the focal lens to maximize the energy of the laser irradiated onto the substrate surface by adjusting the focal length between the surface of the substrate S and the focal lens. can do.
상기 레이저 헤드(320)는 상기 개구(112)를 둘러싸도록 배치된 상기 가이드 레일(330)을 따라 이동하면서 서로 다른 평면벡터를 갖는 다수의 기판으로 상기 레이저를 조사한다. 따라서, 상기 레이저 발생기(310)와 동일한 평면을 형성하도록 상기 상면(110)에 배치되어 상기 레이저 발생기(310)로부터 방출된 레이저의 경로를 변경하는 경로 변경자(350)가 제공된다. The
예를 들면, 상기 레이저 헤드(320)가 상기 제1 기판(S1)을 향하여 레이저를 조사한 후 상기 제2 기판(S2)을 조사하기 위해 상기 가이드 레일(330)을 따라 이동하는 경우, 상기 레이저의 조사방향은 상기 제1 기판(S1)의 가공표면을 향하는 -x축 방향에서 상기 제2 기판(S2)의 가공표면을 향하는 -y축 방향으로 변경된다. 이에 따라, 상기 레이저의 경로는 y축 방향과 나란한 경로에서 x축 방향과 나란한 경로로 변경되어 상기 레이저 헤드(310)로 공급된다. For example, when the
이때, 상기 레이저의 경로변경은 상기 제1 기판(S1) 및 제2 기판(S2) 사이에 위치하여 상기 레이저의 조사방향이 -x축 방향에서 -y축 방향으로 변경되는 제1 경계영역에 배치되는 제1 변경자(350a)에 의해 수행된다. 즉, 상기 레이저 발생기(310)에서 발생된 레이저는 상기 제1 기판(S1)과 나란하게 y축 방향을 따라 진행되어 상기 제1 변경자(350a)로 입사되고 상기 제1 변경자(350a)는 상기 레이저를 반사시켜 상기 제2 기판(S2)과 나란하게 진행하도록 변경한다. At this time, the path of the laser is located between the first substrate (S1) and the second substrate (S2) is disposed in the first boundary region where the irradiation direction of the laser is changed from the -x axis direction to the -y axis direction Is performed by the
마찬가지로, 상기 레이저의 경로변경은 상기 제2 기판(S2) 및 제3 기판(S3) 사이에 위치하여 상기 레이저의 조사방향이 -y축 방향에서 x축 방향으로 변경되는 제2 경계영역에 배치되는 제2 변경자(350b) 및 상기 제3 기판(S3) 및 제4 기판(S4) 사이에 위치하여 상기 레이저의 조사방향이 x축 방향에서 y축 방향으로 변경되는 제3 경계영역에 배치되는 제3 변경자(350c) 에 의해 수행된다. 따라서, 상기 레이저 헤드(320)가 상기 가이드 레일(330)을 따라 개구(112)의 주변부를 순환하도록 이동하는 동안 상기 레이저 발생기(310)에서 발생한 레이저는 상기 가이드 레일의 진행방향이 변화되는 경계영역에서 상기 경로 변경자(350)에 의해 변경되어 레이저 헤드(320)로 공급된다. Similarly, the path change of the laser is disposed between the second substrate S2 and the third substrate S3 and is disposed at a second boundary region in which the irradiation direction of the laser is changed from the -y axis direction to the x axis direction. A third interposed between a
따라서, 상기 경로 변경자(350)의 위치 및 개수는 상기 프레임(220)의 형상, 가공기판의 개수 및 상기 레이저 발생기의 위치와 개수에 따라 변경될 수 있음은 자명하다. 특히, 가공효율을 높이기 위해 상기 레이저 발생기가 다수 배치되는 경우에는 각 레이저 발생기에 대응하는 레이저 헤드가 배치되고 상기 각 레이저 헤드의 운동방향이 변경되는 각 경계영역에 상기 경로 변경자가 배치되는 것이 바람직하다. Therefore, it is apparent that the position and number of the
예를 들면, 상기 제4 및 제1 기판(S4, S1) 사이의 경계영역 및 상기 제2 및 제3 기판(S2, S3) 사이에 제1 및 제2 레이저 발생기가 배치되어 x축 방향 및 -x축 방향으로 각각 제1 및 제2 레이저를 조사하는 경우 상기 제1 기판(S1)과 나란하게 이동하며 상기 제1 레이저가 공급되는 제1 레이저 헤드 및 상기 제3 기판(S3)과 나란하게 이동하며 상기 제2 레이저가 공급되는 제2 레이저 헤드가 상기 가이드 레일(330) 상에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 레이저 헤드가 방향을 변경하여 상기 제2 기판(S2) 및 제4 기판(S4)과 나란하게 이동하는 경우, 상기 제1 및 제2 레이저는 각각 상기 제1 및 제3 경계영역에 배치된 경로 변경자에 의해 진행경로가 변경될 수 있다. 이와 같이, 상기 경로 변경자의 배치 및 개수는 상기 기판 가공 장치의 구조나 사용 환경에 따라 달라 질 수 있다. For example, first and second laser generators may be disposed between the boundary area between the fourth and first substrates S4 and S1 and between the second and third substrates S2 and S3 so that the x-axis direction and − When irradiating the first and the second laser in the x-axis direction, respectively, they move in parallel with the first substrate S1 and move in parallel with the first laser head and the third substrate S3 to which the first laser is supplied. The second laser head to which the second laser is supplied may be disposed on the
각 기판(S)에 대응하여 다수의 레이저 헤드가 배치된 경우에는 상기 레이저 헤드(320)는 상기 가이드 레일(330) 상에서 각 기판의 폭 방향을 따라 왕복운동을 하면서 상기 기판(S)의 표면으로 레이저를 조사할 수 있다. 이때, 상기 레이저 발생기 및 경로 변경자의 배치를 적절히 조절함으로써 레이저 발생기 및 경로 변경자의 개수를 조절할 수 있다. When a plurality of laser heads are disposed corresponding to each substrate S, the
상기 가이드 레일(330)은 상기 개구(112)를 둘러싸도록 상기 상면(110)에 배치되며 상기 레이저 헤드(320)는 가이드 레일을 따라 이동하면서 상기 기판(S)으로 레이저를 조사한다. 예를 들면, 상기 가이드 레일(330)은 연장방향을 따라 형성된 홈(332a)이 구비된 레일 상면(332) 및 상기 레일 상면(332)에 일체로 형성되고 상기 상면에 고정되는 레일 몸체(334)를 포함한다. 상기 레일 몸체(334)는 내부에 수용 공간(S)을 구비한다. 본 실시예의 경우, 상기 레이저 헤드(320)가 장착된 레이저 헤드 이송유닛(340)이 상기 홈(332a)을 통하여 몸체(334)의 수용 공간(S)에 배치되도록 가이드 레일(330)과 결합한다. 따라서, 레이저 헤드 이송유닛(340)이 가이드 레일을 따라 이동함에 따라 상기 레이저 헤드도 상기 가이드 레일을 따라 이동하게 된다. The
상기 레이저 헤드가 고정되는 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)은 상기 가이드 레일(330)과 결합하는 이송 몸체(미도시), 상기 이송 몸체에 고정되고 상기 상면(110)과 물리적으로 접촉하며 상대 운동하는 운동부재(미도시) 및 상기 이송 몸체와 결합하고 표면에 상기 레이저 헤드(320)가 고정되는 고정판(346)을 포함한다. The laser
예를 들면, 상기 몸체 및 상기 운동부재는 상기 가이드 레일(330)의 수용공간(S)에 배치되고 상기 운동부재는 상기 상면(110)과 상대운동을 할 수 있도록 접촉한다. 상기 몸체(320)의 일부는 상기 가이드 레일(320)의 레일 상면을 통하여 상기 고정판(346)과 연결된다. 바람직하게는, 상기 몸체(342)와 상기 고정판(346)은 착탈가능하게 연결되어 필요한 경우 상기 레이저 헤드 이송유닛과 상기 레이저 헤드(320)를 용이하게 분리할 수 있다. 따라서, 가공조건에 따라 상기 레이저 헤드의 구조를 변경 필요성이 있거나 유지 보수에 대한 요구가 있는 경우 신속하게 대응할 수 있다. For example, the body and the movement member are disposed in the receiving space (S) of the
상기 레이저 헤드 이송유닛(340)은 레이저 헤드 구동기(360)에 의해 상기 가이드 레일(330)을 따라 이동한다. The laser
예를 들면, 상기 레이저 헤드 구동기(360)는 상기 가이드 레일(330)과 나란하게 상기 상면(110)에 배치되고 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)과 결합하는 동력전달 유닛(362), 상기 동력전달 유닛(362)과 연결되어 상기 동력전달 유닛(362)의 이동방향을 변경하는 이동방향 변경자(미도시) 및 상기 동력전달 유닛(362)을 구동하기 위한 동력원(power source, 364)을 포함한다.For example, the
상기 동력전달 유닛(362)은 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)의 고정판(346)과 결합되어 상기 동력원(364)에서 인가되는 구동력을 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)으로 전달한다. 예를 들면, 상기 동력전달 유닛(362)은 체인, 벨트 및 구동 랙(driving rack)과 같이 이격되어 배치된 피동부와 구동부 사이의 동력전달 부재를 다양하게 포함할 수 있다. 특히, 체인이나 구동 랙과 같이 치 결합(teeth coupling)을 하는 경우, 상기 고정판(346)의 표면에도 상기 동력전달 유닛(362)의 구동치(driving teeth)에 대응하는 피동치(driven teeth)가 배치된다. 이에 따라, 상기 동력전달 유닛(362)이 일정한 방향으로 이송함에 따라 상기 구동판(346)도 함께 이동하고 상기 구동판(346)에 고정된 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)의 몸체(342)를 이동시킨다. The
본 실시예의 경우, 상기 동력전달 유닛(362)은 상기 가이드 레일(330)을 따라 나란하게 연장되어 상기 개구(112)의 둘레를 순환하도록 배치되며 이에 따라 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)도 가이드 레일(330)을 따라 이동하게 된다. 특히, 가공대상 평면의 평면벡터가 변경되는 경계영역에서는 상기 가이드 레일(330)의 연장방향이 변경되므로 상기 동력전달 유닛(362)도 이에 연동하여 변경된다. 즉, 상기 가이드 레일(330)의 연장방향이 변경되는 경계영역에 대응하는 상기 상면(110)에 상기 동력전달 유닛(362)의 이동경로를 변경하기 위한 이동경로 변경자(364)를 배치하여 상기 가이드 레일(330)의 경로 변경에 대응하여 상기 동력전달 유닛(362)의 이동방향을 변경하여 상기 동력전달 유닛(362)이 상기 가이드 레일(330)과 나란하게 배치되도록 상기 동력전달 유닛(362)의 이동방향을 변경한다. In the present embodiment, the
상기 기판 구동기(240) 및 상기 레이저 헤드 구동기(360)의 동력원(364)은 제어부(400)와 전기적으로 연결되어 상기 제1 내지 제4 기판(S1 내지 S4)에 대한 레이저 조사가 완료되면 상기 기판으로의 레이저 조사를 차단하고 z축을 따라 이송피치만큼 상기 프레임을 선형 이동시킬 수 있도록 유기적으로 제어된다. 예를 들면, 상기 기판 가공 장치(1000)는 상기 레이저 발생기(310)와 상기 레이저 헤드(320) 사이의 제1 레이저 경로, 상기 레이저의 경로를 변경하기 위한 경로 변경자(330)와 상기 레이저 헤드(320) 사이의 제2 레이저 경로 및 상기 경로 변경자(330)와 서로 인접하는 다른 경로 변경자(330) 사이의 제3 레이저 경로 중의 적어도 어느 하나에 상기 레이저를 흡수할 수 있는 레이저 흡수부재(미도시)를 배치하기 위한 레이저 차단부(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 레이저 차단부(500)는 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)의 위치를 검출하기 위한 검출기(미도시), 상기 레이저 흡수부재를 제어하기 위한 흡수부재 구동기(미도시) 및 상기 제어부(400)와의 전기적 신호를 교환하는 인터페이스(미도시)를 구비할 수 있다.The
상기 제어기(400)는 다수의 기판이 적재된 상기 프레임의 둘레를 따라 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)을 이동시키면서 기판을 가공하고 상기 상면과 동일한 평면(x-y 평면)을 따라 각 기판에 대한 레이저 가공이 완료되면 상기 프레임을 상기 상면에 대하여 수직한 방향인 z축을 따라 상기 이송피치만큼 이동시킨 후 동일한 레이저 가공을 상기 각 기판에 대하여 반복하도록 제언한다. 따라서, 다수의 기판에 대하여 일정한 z축을 따라 일정한 이송피치를 갖고 x-y평면에서 서로 일정한 간격을 갖는 패턴을 형성할 수 있다. The
도시하지는 않았지만, 상기 기판 가공 장치(1000)는 가공대상 기판이 적재된 기판 로더나 가공이 완료된 기판을 수납할 수 있는 기판 언로더를 더 포함할 수 있음은 자명하다. 예를 들면, 일정한 매수의 기판을 적재하고 한꺼번에 이동할 수 있는 기판 카세트를 이용할 수 있으며 상기 프레임과 상기 기판 카세트 사이에 로봇 암과 같은 기판 추출 수단을 이용하여 기판 카세트에 적재된 기판을 상기 기판 이송평판(230)으로 로딩/언로딩 할 수 있다. Although not shown, the
기판 가공 장치 IISubstrate Processing Equipment II
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 변형 기판 가공 장치를 나타내는 사시도이다. 도 4에 도시된 기판 가공 장치(1100)는 레이저 발생기(310) 및 경로 변경자(330)의 배치 및 레이저 헤드 구동기의 구조를 제외하면 상기 도 1 및 도 2에 도시된 기판 가공 장치(1000)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 기판 가공 장치(1000)와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하며 더 이상의 자세한 설명은 생략한다. 즉, 상기 가공모듈(300) 중 레이저 헤드(320), 가이드 레일(330), 레이저 헤드 이송유닛(340)은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 내용과 실질적으로 동일하므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하고 이하에서는 레이저 발생기(310), 경로 변경자(350) 및 레이저 헤드 구동기(390)을 중심으로 설명한다. 4 is a perspective view showing a deformation substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus 1100 illustrated in FIG. 4 is different from the
도 4를 참조하면, 상기 가공모듈(300)은 상기 상면(110)의 상부에 상기 레이저 발생기(310)가 배치되는 제1 지지부(370) 및 상기 레이저 발생기(310)로부터 방출되는 상기 레이저의 경로를 상기 제1 지지부(370)의 하부에 위치하는 상기 레이저 헤드(320)로 유도하는 경로 변경자(350)가 배치되는 제2 지지부(380) 및 상기 제2 지지부(380)와 연결된 상기 레이저 헤더 이송유닛(340)을 상기 가이드 레일(330)을 따라 이동하는 레이저 헤드 구동기(390)를 더 포함한다. Referring to FIG. 4, the
일실시예로서, 상기 제1 지지부(370)는 상기 상면(110)의 제1 영역으로부터 z축 방향으로 연장하는 제1 수직부재(372) 및 상기 제1 수직부재(372)로부터 상기 상면(110)과 평행한 방향으로 연장되며 표면에 상기 레이저 발생기(310) 및 상기 레이저 발생기(310)로부터 방출된 상기 레이저를 수직 하방으로 반사하는 제1 경로 변경자(352a)가 배치된 제1 평판(374)을 포함한다. In an embodiment, the
상기 제1 수직부재(372)는 상기 상면(110)의 주변부에 위치하는 제1 영역에서 z축 방향으로 제1 높이(H1)까지 연장하며 상기 제1 평판(374)은 상기 제1 수직부재(372)의 상부에 고정되어 상기 몸체(100)의 중앙부를 향하여 연장한다. 따라서, 상기 제1 평판(374)은 상기 상면(110)과 상기 제1 높이(H1)만큼 이격되어 레이저를 발생하는 레이저 발생기(310)는 상기 상면(110)보다 제1 높이(H1)만큼 높은 곳에 위치한다. 즉, 상면(110)으로부터 측정되는 상기 제1 높이(H1)는 z축 방향을 따라 상면으로부터 돌출된 기판이송 평판(230)의 돌출높이(h) 보다 크게 형성하여 상기 제1 평판(374)은 상기 기판이송 평판(230)의 상부에서 교차하도록 배치한다. 상기 제1 높이(H1)는 z축 방향을 따라 측정되는 상기 기판의 전체 길이보다 크게 형성하여 z축 방향을 따라 이송피치 만큼 이송되면서 기판(S)의 상단부에서 하단부까지 충분히 패턴을 형성할 수 있다. The first
본 실시예의 경우, 상기 제1 평판(374)은 상기 제1 영역으로부터 상기 몸체(100)의 중앙부로 연장되는 것을 개시하고 있지만, 상기 제1 평판(374)의 연장방향 및 제1 경로 변경자(352a)의 배치는 후술하는 바와 같이 상기 제1 경로 변경자(352a)로부터 반사되는 레이저가 입사되는 제2 경로 변경자(352b)의 배치에 따라 다양하게 배치될 수 있음은 자명하다. In the present exemplary embodiment, the first
일실시예로서, 상기 제2 지지부(380)는 상기 상면(110)의 제2 영역으로부터 z축 방향으로 연장하는 제2 수직부재(382) 및 상기 제2 수직부재(382)로부터 상기 상면(110)과 평행한 방향으로 연장되며 표면에 상기 제1 경로 변경자(352a)의 수직 하부에 위치하는 제2 경로 변경자(352b)가 배치되는 제2 평판(384)을 포함한다. In an embodiment, the
상기 제2 수직부재(382)는 상기 상면(110)의 중앙부에 위치하는 제2 영역에서 z축 방향으로 제2 높이(H2)까지 연장하며 상기 제2 평판(384)은 상기 제2 수직부재(382)의 상부와 회전가능하게 연결되어 상기 몸체(100)의 주변부를 향하여 연장한다. 즉, 상기 제2 평판(384)은 상기 제2 수작부재(382)를 중심축으로 상기 상면(110)과 나란하게 회전 가능하도록 배치된다. 이때, 상기 제2 경로 변경자(382b)는 상기 중심축 상에 배치되어 상기 제2 평판(384)의 회전에도 불구하고 상기 레이저의 입사경로는 변하지 않는다. The second
이때, 상기 제2 높이(H2)는 상기 기판이송 평판(230)의 돌출높이(h) 보다 크고 상기 제1 수직부재(372)의 제1 높이(H1)보다 작게 형성하여 상기 제2 경로 변경자(352b)는 상기 제1 평판(374)의 하부에서 상기 기판이송 평판(230)의 상부에 배치된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 평판(374, 384)은 모두 상기 기판이송 평판(230)의 상부에서 기판이송 평판(230)과 교차하며 제1 평판(374)의 하부에 제2 평판(384)이 배치된다. In this case, the second height H2 is greater than the height of the protrusion h of the
상기 제2 높이(H2) 역시 z축 방향을 따라 측정되는 기판이송 평판(230)의 전체 길이보다 크게 형성하여 상기 상면(110)으로부터 z축을 따라 제2 평판(384)까지 한정되는 영역에 상기 기판(S)의 상단부에서 하단부까지 포함될 수 있도록 구성한다. The second height H2 is also formed to be greater than the entire length of the
상기 레이저 헤드 구동기(390)는 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)으로부터 z축 방향으로 연장하는 제3 수직부재(392), 상기 제2 평판(384) 및 상기 제3 수직부재(392)와 서로 연결되어 상기 제2 평판(384) 및 상기 제3 수직부재(392) 사이의 이격거리를 가변적으로 조절하는 신축이음 부재(394) 및 상기 제2 수직부재(382)로 구동력을 전달하여 상기 제2 수직부재(382)의 회전에 따라 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)을 이동시키는 동력원(미도시)을 포함한다.The
예를 들면, 상기 제3 수직부재(392)는 기판(S)으로 레이저를 조사하기 위한 레이저 헤드가 고정된 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)의 측부에서 z축 방향을 따라 돌출하며 제2 높이(H2) 보다 큰 제3 높이를 갖도록 갖는다. 상기 제3 수직부재(392)는 중공의 실린더 형상으로 형성되며 상부에는 상기 제2 경로 변경자(352b)와 동일면 상에서 서로 마주보도록 위치하는 제3 경로 변경자(352c)가 배치된다. 따라서, 상기 제2 경로 변경자(352b)에서 반사된 상기 레이저는 상기 제3 경로 변경자(352c)로 입사된다. 이후, 상기 레이저는 제3 경로 변경자(352c)에 의해 상기 제3 수직부재(392)의 내부에서 수직 하방으로 반사되어 상기 레이저 헤드(320)의 반사경으로 입사된다. 반사경으로 입사된 레이저는 초점렌즈를 경유하여 상기 기판의 가공대상 표면으로 조사되어 기판을 가공한다. For example, the third
상기 제3 수직부재(392)와 상기 제2 평판(384)은 상기 신축 이음 부재에 의해 연결되어 상기 제2 평판(384)의 회전에 연동되어 상기 제3 수직부재(392)도 함께 이동할 수 있다. 상기 제2 수직부재(382)는 상기 동력원에 의해 회전운동을 수행하고 상기 제2 수직부재(382)와 연결된 상기 제2 평판(384)도 함께 회전한다. 따라서, 상기 제3 수직부재는 상기 신축이음 부재(394)에 의해 제2 수직부재의 회전에 연동하여 회전 모멘트를 받게 된다. The third
상기 레이저 헤드 이송유닛(340)은 가이드 레일(330)을 따라 상기 개구(112)를 순환하도록 이동하므로 기판의 가공표면으로 레이저를 조사하는 구간에서는 직선운동을 하고 상기 가공표면의 평면벡터가 변화하는 경계영역에서는 곡선운동을 한다. 따라서, 상기 제2 수직부재(382)에 인가되는 회전 구동력에 의해 상기 제3 수직부재(392)는 직선운동과 곡선운동을 교대로 수행하게 된다. Since the laser
상기 가이드 레일(330)을 따라 직선운동을 수행하는 경우 이동궤적의 곡률변화는 없으므로 상기 신축 이음 부재(394)는 상기 제2 평판(384)과 제3 수직부재(392) 사이의 이격거리를 탄력적으로 조절한다. Since the curvature of the movement trajectory does not change when the linear motion is performed along the
예를 들면, 상기 제2 평판(384)의 길이방향을 따라 슬롯(미도시)을 형성하고 커넥팅 로드(connecting road)를 상기 슬롯에 삽입하여 제3 수직부재(392)와 제2 평판(384)의 연결방향을 따라 자유롭게 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 평판(384)은 회전운동을 수행하지만, 상기 제2 평판과 연결된 제3 수직부재는 상기 가이드 레일을 따라 직선운동을 수행할 수 있다. 상기 제3 수직부재(392)는 상기 가이드 레일(330)을 따라 직선운동을 수행하면서 제3 수직부재(392)와 연결된 상기 제2 평판(384)은 상기 제2 수직부재(382)를 회전축으로 한 회전운동을 수행할 수 있다. 본 실시예에서는 슬롯을 따라 이동하는 커넥팅 로드를 상기 신축 이음 부재로 개시하고 있지만 제3 수직부재와 제2 평판 사이의 이격거리를 조절하면서 제3 수직부재를 이동할 수 있다면 다양한 신축이음 부재가 사용될 수 있음은 자명하다. 예를 들면, 공압이나 유압 실린더를 상기 신축 이음 부재로 이용할 수 있다. For example, a third
상기 레이저 헤드 이송유닛(340)이 상기 가공평면의 평면벡터가 변경되는 경계영역을 이동하는 경우에는 곡선운동을 하므로 상기 경계영역의 곡률에 따라 상기 제3 수직부재(392)도 회전하며, 상기 신축이음 부재(394)는 상기 제2 평판의 회전반경과 상기 경계영역의 곡률의 차이만큼 상기 제2 평판(384)과 상기 제3 수직부재(392) 사이의 이격거리를 조정한다. When the laser
상기 레이저 헤드 이송유닛(340)이 경계영역을 이동하는 동안 상기 레이저 차단부재는 상기 레이저 발생기와 제1 경로 변경자(352a) 사이의 제1 경로, 상기 제1 경로 변경자(352a)와 제2 경로 변경자(352b) 사이의 제2 경로 및 상기 제2 경로 변경자(352b)와 제3 경로 변경자(352c) 사이의 제3 경로 중의 어느 하나에 배치되어 상기 레이저 헤드(320)로 레이저가 공급되는 것을 차단한다. While the laser
본 실시예의 경우, 상기 제1 평판(374)은 상기 제1 영역으로부터 상기 몸체(100)의 중앙부로 연장되고 제2 평판(384)은 상기 몸체의 중앙부로부터 상기 몸체의 주변부로 연장되도록 배치되는 것을 개시하고 있지만, 상기 제2 수직부재에 대한 회전 구동력의 인가 방식에 따라 상기 제1 및 제2 평판의 구조는 다양하게 변형될 수 있음은 자명하다. 예를 들면, 상기 제2 수직부재(382)가 상기 몸체(110)의 주변부인 제2 영역에 배치되는 경우, 상기 제1 평판(374)은 상기 몸체 주변부의 제1 영역으로부터 상기 몸체의 다른 주변부인 상기 제2 영역으로 연장되도록 배치될 수 있다. 다만, 상기 제2 평판(384)과 연결된 제3 수직부재(392)가 상기 개구(112)를 순환하도록 하기 위해서는 상기 신축이음 부재 또는 상기 제2 평판이 더 길거나 상기 신축 이음 부재에 의한 이동거리가 더 커야 하므로 회전 모멘트를 직선운동으로 전환하기 위한 저항이 더 커질 수 있다. In the present embodiment, the first
도 1 및 도 2에 도시된 기판 가공 장치(1000)에서는 레이저가 상기 상면과 진행하여 기판으로 조사되는 반면, 도 4에 도시된 변형 기판 가공 장치(1100)에서는 상기 기판 이송 모듈(200)의 상부에서 생성되어 z축 방향을 따른 수직경로 및 상기 상면과 평행한 수평경로를 따라 진행하여 상기 기판으로 조사된다. In the
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 의한 기판 가공 장치에 의하면, 다수의 기판을 둘러싸는 가이드 레일을 따라 이동하는 레이저 헤드로 레이저를 조사하여 기판을 가공함으로써 동시에 다수의 기판을 가공함으로써 공정효율을 상당히 향상할 수 있다. According to the substrate processing apparatus according to the embodiments of the present invention as described above, by processing a substrate by irradiating a laser with a laser head moving along a guide rail surrounding a plurality of substrates to process a plurality of substrates at the same time Can significantly improve.
특히, 레이저 헤드의 이동속도를 제어함으로써 기판 가공효율을 용이하게 높일 수 있다. 가공대상 기판이 클수록 레이저 헤드의 직선운동 구간이 증가하므로 기판 가공공정의 공정속도를 현저하게 증대할 수 있으며 이는 최근의 LCD/LED 패널과 같은 가공대상 기판이 대형화 되는 추세에 용이하게 부응할 수 있다. In particular, the substrate processing efficiency can be easily increased by controlling the moving speed of the laser head. As the substrate to be processed increases, the linear movement section of the laser head increases, so that the processing speed of the substrate processing process can be significantly increased, which can easily cope with the recent trend of larger substrates such as LCD / LED panels. .
실시예Example IIIIII
도 5a는 본 발명의 제3 실시예에 의한 기판 가공 장치를 나타내는 사시도이며 도 5b는 도 5a에 도시된 기판 가공 장치의 평면도이다. 5A is a perspective view showing a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a plan view of the substrate processing apparatus shown in FIG. 5A.
도 5a 및 5b에 도시된 기판 가공 장치(1200)는 단일한 레이저 발생기(310)로부터 발생된 레이저를 제1 내지 제4 기판(S1 내지 S4)을 개별적으로 가공하는 제1 내지 제4 레이저 헤드(320a 내지 320d)로 유도하기 위한 분광기(354) 및 분광된 레이저를 상기 각 레이저 헤드로 공급하기 위한 제1 내지 제4 경로 변경자 (352a 내지 352d)의 배치를 제외하고는 제1 실시예에 의한 기판 가공 장치(1000)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 기판 가공 장치(1000)와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하며 더 이상의 자세한 설명은 생략한다. 즉, 상기 가공모듈(300) 중 레이저 헤드(320), 가이드 레일(330), 레이저 헤드 이송유닛(340) 및 레이저 구동기(360)는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 내용과 실질적으로 동일하므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하고 이하에서는 레이저 발생기(310) 및 경로 변경자(350)를 중심으로 설명한다. The substrate processing apparatus 1200 illustrated in FIGS. 5A and 5B may include the first to fourth laser heads individually processing the first to fourth substrates S1 to S4 using the laser generated from the
도 5a 및 5b를 참조하면, 상기 가공모듈(300)은 상기 상면(110)의 상부에 상기 레이저 발생기(310)가 배치되는 제1 지지부(370) 및 상기 레이저 발생기(310)로부터 방출되는 상기 레이저의 경로를 상기 상면에 배치된 각 경로 변경자(352, 354, 356, 358)로 유도하는 분광기(359)가 배치되는 제2 지지부(380)를 포함한다. 본 실시예의 경우, 상기 기판 이송모듈에 고정된 제1 내지 제4 기판(S1 내지 S4)은 각각 제1 내지 제4 레이저 헤드(320a 내지 320d)에 의해 서로 독립적이고 개별적으로 가공되며 각 레이저 헤드로 분광된 레이저를 공급하기 위한 제1 내지 제4 경로 변경자가 각각 배치된다. 상기 레이저 헤드 및 경로 변경자의 개수 및 위치는 기판 가공 장치의 작업환경이나 공정조건에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 자명하다.5A and 5B, the
일실시예로서, 상기 제1 지지부(370)는 상기 상면(110)의 제1 영역으로부터 z축 방향으로 연장하는 제1 수직부재(372) 및 상기 제1 수직부재(372)로부터 상기 상면(110)과 평행한 방향으로 연장되며 표면에 상기 레이저 발생기(310)가 배치된 제1 평판(374)을 포함한다. 상기 제1 수직부재(372) 및 제1 평판(374)은 도 4에 도시된 기판 가공 장치(1100)의 제1 수직부재(372) 및 제1 평판(374)와 구성이 동일하므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에서 제1 평판(374)의 길이는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 상기 몸체(110)의 주변부에 배치될 수도 있으며 도 4에 도시된 바와 같이 상기 개구(112)의 중심까지 연장되어 제2 평판(384)과 일체로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 분광기(359)에 의해 각 경로 변경자로 레이저를 분광시킬 수만 있다면 상기 프레임의 상부뿐 아니라 다양한 위치에 배치될 수 있음도 자명하다.In an embodiment, the
일실시예로서, 상기 제2 지지부(380)는 상기 상면(110)의 제2 영역으로부터 z축 방향으로 연장하는 제2 수직부재(382) 및 상기 제2 수직부재(382)로부터 상기 상면(110)과 평행한 방향으로 연장되어 상면에 상기 레이저를 분광시키기 위한 분광기(359)가 배치되는 제2 평판(384)을 포함한다. In an embodiment, the
상기 제2 수직부재(382)는 상기 상면(110)의 중앙부에 위치하는 제2 영역에서 z축 방향으로 일정한 높이까지 연장하며, 바람직하게는 상기 제1 평판과 제2 평판의 상면이 서로 동일한 평면 상에 배치되도록 구성한다. 그러나, 수직방향의 다양한 경로 변경자의 추가에 의해 제1 및 제2 평판의 다양한 배치구조를 형성할 수 있음은 자명하다. 본 실시예의 경우, 상기 분광기(359)가 배치된 제2 평판(384) 및 레이저 발생기(310)가 배치된 제1 평판(374)은 상기 몸체(110)의 표면으로부터 동일한 높이를 갖도록 배치되며 상기 각 경로 변경자의 상부는 상기 제2 평판(384)과 동일한 높이를 갖도록 배치한다.The second
상기 분광기(359)는 상기 레이저 발생기(310)로부터 입사된 레이저를 각 경로 변경자 로 공급하기 위해 서로 다른 4개의 경로를 갖는 분광 레이저로 분광하는 다수의 프리즘을 구비한다. The
상기 제1 내지 제4 기판(S1, S2, S3, S4)의 경계영역에는 각 분광 레이저가 입사되는 제1 내지 제4 경로 변경자(352, 354, 356, 358)가 배치된다. 예를 들면, 각 경로 변경자 는 상기 분광기(359)로부터 방사되는 각 분광 레이저가 입사되는 수광부, 상기 분광 레이저를 서로 대응하는 각 레이저 헤드로 방출하기 위한 출광부 및 상기 수광부와 출광부를 연결하는 연결자를 구비한다. First to
상기 연결자는 중공형 실린더 형상을 갖도록 구성할 수 있으며 상기 출광부는 각 레이저 헤드의 반사경과 동일한 평면에 위치하도록 배치된다. 따라서, 상기 연결자는 상기 분광기(359)의 위치와 상기 레이저 헤드(320)의 위치 사이의 수직거리를 보정하여 분광기와 레이저 헤드 사이에 광경로를 형성하도록 한다. The connector may be configured to have a hollow cylindrical shape, and the light exit portion is disposed to be located on the same plane as the reflecting mirror of each laser head. Thus, the connector corrects the vertical distance between the position of the
따라서, 단일한 레이저 발생기를 이용한다 할지라도 레이저 헤드 및 경로 변경자의 다양한 배치에 의해 다수 기판의 각각에 대한 개별적인 공정수행이 가능하다.Thus, even with a single laser generator, the various arrangements of the laser head and the path changer enable individual processing of each of the multiple substrates.
패턴 형성 방법 IPattern Formation Method I
이하에서는, 도 1 및 도 2에 도시된 기판가공 장치를 이용하여 기판의 표면에 다양한 종류의 패턴을 형성하는 방법을 설명한다. 예시적으로, 본 실시예에서는 백라이트용 도광판의 표면에 광 산란을 위한 도트 패턴을 형성하는 방법을 설명한다. 그러나, 도광판용 도트 패턴의 형성에만 본 발명이 적용되는 것이 아님은 자명하다. Hereinafter, a method of forming various types of patterns on the surface of the substrate using the substrate processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 will be described. For example, in the present embodiment, a method of forming a dot pattern for scattering light on a surface of a light guide plate for a backlight will be described. However, it is obvious that the present invention is not applied only to the formation of the dot pattern for the light guide plate.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 패턴형성 장치를 이용하여 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 7은 도 6에 도시된 패턴 형성 방법의 기판 장착 단계를 나타내는 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a method of forming a pattern using a pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 7 is a flowchart illustrating a substrate mounting step of the pattern forming method illustrated in FIG. 6.
도 1 및 도 2와 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따라 기판의 표면에 패턴을 형성하기 위하여 서로 수직한 x축 및 y축에 의해 정의되는 상면(110)을 구비하는 몸체(100)의 중앙부를 관통하는 개구(112)에 배치되어 상기 개구의 축 방향을 따른 선형 이동 및 상기 개구의 축에 대한 회전이동이 가능한 적어도 하나의 기판이송 평판(230)에 기판(S)을 장착한다(S100).1 and 2 and 6 and 7, an
일실시예로서, 상기 기판 가공 장치(1000)의 기판이송 평판(230)은 상기 z축을 따라 연장하는 중심축(210)에 고정된 직육면체 형상의 프레임(220)의 각 측면에 배치된 다수의 이송평판을 포함한다. 먼저 상기 기판이 고정되지 않은 빈 이송평판을 가공대상 기판(S)이 다수 적재된 기판 카세트(미도시)와 정렬한다(단계S110). 예를 들면, 상기 기판(S)에 대하여 전처리 공정이 수행된 공정챔버와 상기 기판 가공 장치(1000)가 이격되어 배치된 경우 전처리 공정이 완료된 다수의 공정대상 기판을 소정의 적재공간을 갖는 기판 카세트에 수납한 후 상기 기판 카세트를 이동하여 상기 기판 가공 장치(1000)에서의 패터닝 공정을 준비할 수 있다. 상기 기판은 상기 카세트에 일정한 매수 단위로 적재되어 한꺼번에 상기 가공기로 이동될 수 있다. 이와 달리, 상기 기판에 대하여 전처리 공정이 수행된 공정챔버와 상기 기판 가공 장치(1000)가 인접하여 배치된 경우 전처리용 공정챔버와 인접한 영역에 상기 전처리 공정이 완료된 기판을 수납할 수 있는 소정의 버퍼 공간을 마련할 수 있음은 자명하다. In one embodiment, the
이어서, 상기 기판 카세트로부터 상기 기판을 추출하여 정렬된 상기 이송 평판에 고정한다(단계 S120). 상기 기판 카세트와 상기 프레임(220) 사이에 로봇 암과 같은 이송수단을 배치하고 전처리 공정이 완료된 상기 기판을 상기 카세트로부터 1매 반출하여 상기 이송평판으로 로딩한다. 상기 기판 카세트와 상기 프레임(220) 사이에 로드 락 챔버를 배치하고 상기 이송수단을 상기 로드락 챔버의 내부에 배치하여 기판 이송과정에서의 급격한 환경 변화를 방지할 수 있다. 허용되는 청정도가 구비된 작업공간 내부에서 공정 작업자에 의해 수동으로 상기 프레임(220)에 개별적으로 로딩할 수도 있음은 자명하다. 이송평판으로 로딩된 상기 기판(S)은 진공 흡착 방식에 의해 상기 이송평판(230)에 고정된다. Subsequently, the substrate is extracted from the substrate cassette and fixed to the aligned transfer plates (step S120). A transfer means such as a robot arm is disposed between the substrate cassette and the
상기 기판평판(230)에 기판(S)의 고정이 완료되면 상기 중심축(210)에 대하여 상기 프레임(220)을 회전시켜 다른 빈 이송평판을 상기 기판 카세트와 정렬(단계 S130) 하고 상술한 바와 동일한 과정을 반복한다. 이에 따라, 상기 프레임(220)에 배치된 기판 이송평판(230)에 다수의 기판(S)을 고정한다. 이와 달리, 상기 기판 이송평판(230)이 개별적으로 이송 가능한 경우에는 각 기판(S)에 대한 개별적인 패턴공정이 가능하므로 상기 프레임(220)의 회전없이 독립적으로 상기 기판(S)을 고정할 수 있다.When the fixing of the substrate S to the
기판장착이 완료되면 상기 중심축(210)은 z축 방향의 특정 위치에 고정되어 상기 기판에 대한 패터닝 공정을 준비한다. 이어서, 상기 개구(112)의 둘레를 따라 상기 상면(110)과 평행하게 이동하면서 상기 기판(S)의 표면으로 레이저를 조사하여 상기 기판의 표면에 제1 패턴을 형성한다 (단계 S200). 도 8은 도 6에 도시된 패턴 형성방법의 제1 패턴 형성단계를 나타내는 흐름도이다.When the substrate mounting is completed, the
도 1과 도 2 및 도 6과 도 8을 참조하면, 상기 기판이송 평판(230)에 고정된 상기 기판에 제1 패턴을 형성하기 위하여 먼저 상기 레이저 발생기(310)로부터 레이저를 생성한다(단계 S210). 본 실시예에서 상기 레이저 발생기(310)는 펄스 발진형 CO2 레이저를 1㎛ 파장대역을 갖는 레이저 빔을 생성한다. 1, 2, 6, and 8, first, a laser is generated from the
발생된 상기 레이저는 상기 기판(S)과 대향하게 배치된 초점렌즈를 구비하는 레이저 헤드(320)로 공급된다. 일실시예로서, 상기 레이저는 일정한 주기를 갖는 펄스파로 생성되어 상기 레이저 발생기(310)로부터 방출되는 경우, 상기 레이저는 일정을 주기를 갖고 레이저 헤드(320)로 공급될 수 있다. The generated laser is supplied to the
한편, 상기 레이저가 공급되는 동안 상기 레이저 헤드(320)가 고정된 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)은 상기 개구(112)를 둘러싸도록 상기 상면(110)에 배치된 가이드 레일(330)을 따라 이동하여, 상기 레이저 헤드(320)는 상기 기판이 장착된 프레임(220)의 주변부를 순환하도록 이동시킨다(단계S230). Meanwhile, the laser
따라서, 상기 레이저 헤드(320)가 상기 기판(S)의 주위를 연속적으로 이동하는 동안 상기 집광렌즈를 경유한 레이저는 상기 기판으로 조사되어 기판의 표면에 다수의 가공부가 형성된다(단계 S240). 이때, 상기 레이저는 일정한 주기를 갖고 상기 레이저 헤드(320)로 공급되므로 집광렌즈를 통하여 조사되는 개구도 일정한 주기를 갖고 상기 기판으로 조사된다. Therefore, while the
한편, 상기 레이저 헤드(320)는 상기 가이드 레일을 따라 일정한 속도로 연속적으로 이동하므로 상기 레이저의 주기에 대응하는 시간과 상기 레이저 헤드의 이동속도에 상응하는 간격만큼 서로 이격되어 다수의 가공부가 형성된다. 상기 다수의 가공부는 상기 가이드 레일(320)의 이동방향을 따라 나란하게 일렬로 배치되어 제1 패턴을 완성한다. Meanwhile, since the
이때, 상기 레이저 헤드(320)는 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)을 구동하기 위한 레이저 헤드 구동기에 의해 이동된다. 도 10 및 도 11은 도 1에 도시된 헤드 구동기를 이용하여 레이저 헤드를 이송하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면들이다. In this case, the
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 레이저 헤드(320)를 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)에 고정하고 레이저 헤드 이송유닛(340)을 상기 가이드 레일에 결합한다. 이어서, 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)을 구동하기 위하여 상기 가이드 레일(320)과 나란하게 상기 레이저 헤드 구동기(360)의 동력전달 유닛(362)을 이송유닛(340)과 결합한다. 상기 레이저 헤드 구동기(360)의 동력원(364)으로부터 구동력을 인가하여 동력전달 유닛(362)을 개구(112)의 둘레를 따라 이동시킨다. 예를 들면, 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)의 고정판(346)과 상기 동력전달 유닛(362)이 치 결합에 의해 연결하고 상기 동력전달유닛(362)을 구동함으로써 레이저 헤드 이송유닛(340)을 이동시킬 수 있다. 9 and 10, the
이때, 다수의 기판들(S1 내지 S4)이 각 가공대상 표면의 평면벡터가 서로 상이하게 상기 개구(112)에 배치되므로 상기 동력전달 유닛(362)은 상기 가이드 레일(330)을 따라 직선이동과 곡선이동을 교대로 수행한다. 즉, 상기 레이저 헤드(320)가 상기 가공대상 표면과 나란하게 이동하면서 레이저를 조사하는 직선이동 영역에서는 등속 직선운동을 수행하여 상기 가공부의 간격을 균일하게 유지한다. At this time, the plurality of substrates (S1 to S4) are arranged in the
x축 방향과 나란한 제1 평면벡터를 갖는 제 1기판(S1)에 대한 가공이 완료되면, y축 방향과 나란한 제2 평면벡터를 갖는 제2 기판(S2)으로 이동한다. 이때, 상기 가이드 레인(330)의 연장방향이 변경되므로 이에 따라 가이드 레일의 연장방향이 변경되는 경계영역에서는 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)도 곡선궤적을 따라 이동하게 된다. 따라서, 평면벡터가 변경된다 할지라도 상기 레이저 헤드(320)는 가공대상 표면에 대하여 항상 대향하는 배치를 유지할 수 있다. When the machining of the first substrate S1 having the first plane vector parallel to the x axis direction is completed, the second substrate S2 moves to the second substrate S2 having the second plane vector parallel to the y axis direction. In this case, since the extension direction of the
바람직하게는, 상기 경계영역에 배치되어 상기 동력전달 유닛(362)과 연결되는 이동방향 변경자의 회전을 이용하여 상기 동력전달 유닛(362)의 이동방향을 상기 가이드 레일(330)의 연장방향에 대응하여 변경할 수 있다. 이때, 상기 동력원(364)은 상기 이동방향 변경자의 중심축으로 구동력을 인가하여 상기 이동방향 변경자의 회전 모멘트를 이용하여 상기 동력전달 유닛(362)을 구동할 수 있음은 자명하다. Preferably, the movement direction of the
또한, 상기 레이저 헤드(320)의 초점렌즈는 상기 기판(S)에 대하여 항상 대향하도록 배치되므로 상기 상면(110)에 고정적으로 배치된 레이저 발생기(310)에서 방출된 레이저도 경로가 변경된다. In addition, since the focus lens of the
상기 각 경계영역에 대응하는 위치에 상기 레이저의 경로를 변경하기 위한 경로 변경자를 배치하고 레이저 발생기로부터 방출된 레이저의 경로를 상기 가이드 레일(330)과 나란하게 진행하도록 변경한다. 따라서, 상기 레이저 헤드(320)의 이송경로가 변경된다 할지라도 레이저를 원활하게 공급할 수 있다. 예를 들면, 상기 레이저 발생기(310)에서 방출된 레이저는 상기 레이저 헤드(320)로 공급되어 x축 방향과 나란한 한 제1 평면벡터를 갖는 상기 제1 기판(S1)으로 조사된다. 이어서, 상기 레이저 헤드(320)의 이동하여 y축 방향과 나란한 제2 평면벡터를 갖는 상기 제2 기판(S2)과 나란하게 위치하면, 상기 레이저 발생기(310)에서 방출된 레이저는 y축 방향과 나란한 경로를 따라 제1 경로 변경자(350a)로 공급된다. 상기 레이저는 상기 제1 경로 변경자에 의해 반사되어 x축 방향과 나란한 경로로 진행한다. 경로가 변경된 레이저는 제2 기판(S2)과 나란하게 위치하는 상기 레이저 헤드(320)로 공급되어 제2 기판(S2)으로 조사된다. The path changer for changing the path of the laser is disposed at a position corresponding to each boundary area, and the path of the laser emitted from the laser generator is changed to be parallel to the
이와 같이, 상기 개구를 둘러싸는 가이드 레일(330)과 나란하게 레이저의 이송경로를 변경함으로써 상기 개구(112)를 따라 순환하도록 레이저의 경로를 변경할 수 있다. 따라서, 상기 상면(110)과 평행한 방향으로 레이저를 공급하면서 진행경로를 적절하게 변경시킴으로써 상기 상면(110)을 관통하도록 이송되는 다수의 기판에 대하여 순차적으로 레이저를 조사할 수 있다. As such, the path of the laser may be changed to circulate along the
본 실시예에서는 다수의 경로 변경자와 단일한 레이저 발생기 및 레이저 헤드를 이용하여 상기 기판을 가공하는 방법을 개시하고 있지만, 패터닝 공정속도를 향상하기 위하여 다수의 레이저 발생기 및 레이저 헤드를 이용할 수 있음은 자명하다. 예를 들면, 한 쌍의 레이저 발생기 및 레이저 헤드와 한 쌍의 경로 변경자를 직육면체 형상을 갖는 프레임의 각 모서리에 배치하여 서로 독립적으로 이동하는 한 쌍의 레이저 헤드로 각각 레이저를 조사할 수 있다. Although the present embodiment discloses a method of processing the substrate using a plurality of path changers and a single laser generator and laser head, it is obvious that a plurality of laser generators and laser heads can be used to improve the patterning process speed. Do. For example, a pair of laser generators, a laser head, and a pair of path changers may be disposed at each corner of a frame having a cuboid shape to irradiate the laser with a pair of laser heads moving independently of each other.
특히, 제1 내지 제4 기판과 나란하게 배치된 다수의 레이저 헤드가 각각 제1 내지 제4 기판으로 독립적으로 레이저를 조사하여 패턴을 형성할 수 있음은 자명하다. 즉, 각각의 레이저 헤드는 상기 제1 내지 제4 기판과 나란하게 독립적으로 이동하면서 각 기판(S)의 표면으로 상기 상면(110)과 평행하게 레이저를 조사할 수 있다. 따라서, 동시에 4매의 기판에 대하여 서로 독립적인 패턴형성 공정을 수행할 수 있다. 이때, 패턴형성이 완료된 각 기판(S)은 개별적으로 상기 기판 이송평판(230)으로부터 제거되고 새로운 기판으로 대체된다In particular, it is apparent that a plurality of laser heads arranged in parallel with the first to fourth substrates may form a pattern by independently irradiating a laser to the first to fourth substrates, respectively. That is, each laser head may irradiate a laser in parallel with the
이와 달리, 레이저 발생기와 레이저 헤드가 서로 상이한 평면에 배치되어 상기 레이저 발생기에서 발생된 레이저는 수직 및 수평방향 경로변경을 통하여 상기 레이저 헤드로 공급될 수 있다. Alternatively, the laser generator and the laser head may be arranged in different planes so that the laser generated by the laser generator may be supplied to the laser head through vertical and horizontal path changes.
상기 개구(112)를 관통하는 제2 수직부재(382)의 상부에서 상기 몸체(110)의 주변부로 연장된 상기 제2 평판(384)과 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)으로부터 z축 방향으로 연장된 제3 수직부재(392)를 상기 신축 이음 부재(394)에 의해 서로 연결한다. 따라서, 상기 제3 수직부재(392)와 상기 제2 평판(384) 사이의 이격거리는 가변적으로 조절될 수 있다. 따라서, 상기 제2 수직부재(382)로 구동력을 인가하여 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)을 개구(112)의 둘레를 따라 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 레이저 헤드(320)가 상기 기판(S)과 나란하게 이동하는 직선이동 영역에서는 상기 제2 수직부재(382)와 연결된 상기 제2 평판(384)의 회전운동이 상기 가이드 레일(330)을 따른 레이저 헤드 이송유닛(340)의 등속 직선운동으로 전환되며 회전운동과 직선운동 사이의 제3 수직부재와 제2 평판 사이의 간격변화는 상기 신축이음 부재(394)의 의해 조절될 수 있다. Extending in the z-axis direction from the second
이때, 상기 레이저 발생기(310)는 상기 기판 이송 평판(230)의 상부에 위치하는 제1 평판(374) 상에 배치되어 레이저를 발생한다. 상기 레이저는 제1 평판과 나란하게 배치되는 제1 경로 변경자(352a), 상기 제1 경로 변경자(352a)의 수직 하부에 배치되어 반사된 레이저가 입사되는 제2 경로 변경자(352b) 및 상기 제2 경로 변경자와 동일한 평면 상에 위치하여 제2 경로 변경자로부터 반사된 레이저가 입사되는 제3 경로 변경자(352c)를 경유하여 상기 레이저 헤드(320)로 공급된다. 즉, 상기 상면(110)과 평행한 방향과 수직한 방향으로의 경로 변경을 통하여 레이저 발생기로부터 레이저 헤드로 공급된다. In this case, the
이어서, 상기 제1 패턴이 완성되면 상기 기판이송 평판(230)을 z축 방향을 따라 이송피치만큼 선형 이동하여 상기 기판을 상면과 수직한 방향을 따라 일정한 거리만큼 이동한다(단계 S300). 도 11는 본 발명의 일실시예에 따라 도 6에 도시된 기판이송 평판의 이송단계를 나타내는 흐름도이다. Subsequently, when the first pattern is completed, the
도 11을 참조하면, 상기 가이드 레일(330)을 따라 이동하는 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)이 이동하여 상기 개구(112)를 순환하였는지 여부를 검출한다(단계 S310). Referring to FIG. 11, it is detected whether the laser
예를 들면, 상기 가이드 레일(330) 상에 표시된 순환 시작점 및 순환 종료점을 감지(sensing)하고, 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)이 상기 순환 종료점을 통과하는 순간 상기 레이저 헤드(320)로 상기 레이저의 공급이 차단되고(단계 S320) 상기 기판이송 평판(230)은 상기 z축 방향을 따라 이송된다(단계 S330). 예를 들면, 다수의 기판이송 평판(230)의 배치된 상기 프레임(220)을 상기 z축을 따라 이동시킴으로써 동시에 다수의 기판이송 평판을 이동시킬 수 있다. 서보모터를 이용하여 상기 중심축(210)을 z축을 따라 선형 이동함으로써 동시에 다수의 기판이송 평판을 이동시킬 수 있으며 이에 따라 각 기판이송 평판에 고정된 다수의 기판을 z축을 따라 동시에 이동시킬 수 있다. For example, sensing the circulation start point and the circulation end point displayed on the
이어서, 상기 레이저 헤드 이송유닛(340)이 상기 순환 시작점을 통과하는 순간 상기 기판 이송 평판(230)의 이송은 정지되고 상기 레이저 헤드(320)로 상기 레이저 공급이 재개된다. 이후, 상기 제1 패턴을 형성하는 것과 동일한 과정을 통하여 상기 기판의 표면에 제2 패턴을 형성한다(단계 S400). 이에 따라, 상기 제1 패턴 및 제2 패턴은 동일한 기판에서 z축을 따라 상기 이송피치만큼의 간격을 갖도록 형성된다. Subsequently, as soon as the laser
이와 달리, 상기 제1 내지 제4 기판에 대한 패턴형성 공정이 각각의 레이저 헤드에 의해 개별적으로 수행되는 경우, 각 레이저 헤드는 각 가공대상 기판과 나란한 가이드 레일(330)을 따라 왕복 이동하면서 상기 제1 패턴 및 제2 패턴을 형성할 수 있다. On the contrary, when the pattern forming process for the first to fourth substrates is performed separately by each laser head, each laser head is reciprocated along the
도 12는 본 발명의 일실시예에 따라 도 6에 도시된 기판이송 평판의 이송단계를 나타내는 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a transfer step of the substrate transfer plate shown in FIG. 6 according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 각각의 가공대상 기판(S)과 나란하게 배치된 각 레이저 헤드(320)를 제1 방향으로 이송시키면서 상기한 바와 같은 공정을 수행하여 각 기판의 표면에 제1 패턴을 형성한. 이어서, 상기 레이저 헤드(320)가 각 기판의 경계영역에 도달하였는지 여부를 검출한다(단계 S350). Referring to FIG. 12, the
예를 들면, 각 기판(S)의 유효 폭(effective width)에 대응하는 각 가이드 레일(330)의 양단에 각각 제1 및 제2 위치를 표시하고 상기 제1 위치로부터 제2 위치를 향하는 제1 방향을 따라 각 레이저 헤드(320)를 이동시킴으로써 상기 제1 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 레이저 헤드(320)가 상기 제2 위치를 감지하게 되면 상기 레이저 헤드(320)로부터 가공대상 기판(S)으로의 레이저 공급이 차단(단계 S360)되고 해당 기판 이송평판(230)은 상기 상면(130)을 관통하는 방향으로 상기 이송피치만큼 선형적으로 이송된다(단계 S370). 이어서, 상기 레이저 헤드(320)를 제2 위치로부터 제1 위치를 향하는 제2 방향을 따라 이동시키고 상기 레이저 공급을 재개한다. 따라서, 상기 제1 패턴으로부터 이송피치만큼 이격된 제2 패턴이 형성된다 (단계 S400). 이에 따라, 상기 제1 패턴 및 제2 패턴은 동일한 기판에서 z축을 따라 상기 이송피치만큼의 간격을 갖도록 형성된다.For example, first and second positions are displayed at both ends of each
상기 제1 패턴 및 제2 패턴을 형성하는 공정을 상기 기판의 상단부에서 하단부까지 반복적으로 수행함으로써 기판 전면을 통하여 상기 이송피치만큼 이격된 다수의 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 다수의 기판에 대하여 균일한 간격을 갖는 패턴을 동시에 형성할 수 있다. By repeatedly performing the process of forming the first pattern and the second pattern from the upper end to the lower end of the substrate, a plurality of patterns spaced apart by the transfer pitch may be formed through the entire surface of the substrate. Therefore, it is possible to simultaneously form a pattern having a uniform spacing for a plurality of substrates.
각 기판에 대한 패터닝 공정이 모두 완료되면 상기 프레임을 기판 카세트에 정렬한 후 이송로봇을 이용하여 각 기판이송 평판으로부터 패턴이 형성된 기판을 기판 카세트로 제거한다. When the patterning process for each substrate is completed, the frame is aligned with the substrate cassette, and then the substrate on which the pattern is formed is removed from the substrate transfer plate by using the transfer robot.
본 발명의 실시예들에 따르면, 다수의 기판을 둘러싸는 가이드 레일을 따라 레이저 헤드가 일정한 속도로 이동하면서 각 기판으로 레이저를 조사하여 패턴을 형성할 수 있다. 특히, 등속 직선운동으로 상기 레이저 헤드를 이동하면서 레이저를 조사하여 균일한 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 동시에 다수의 기판에 대하여 레이저를 조사함으로써 패터닝 공정의 효율을 현저히 항샹할 수 있다. According to embodiments of the present invention, the laser head may be irradiated to each substrate to form a pattern while the laser head moves along a guide rail surrounding the plurality of substrates at a constant speed. In particular, it is possible to form a uniform pattern by irradiating a laser while moving the laser head in a constant velocity linear motion. In addition, by simultaneously irradiating a plurality of substrates with a laser, the efficiency of the patterning process can be significantly improved.
본 실시예는 평판표시 장치의 백라이트 유닛용 도광판의 산란패턴을 형성하는 공정이나 반도체 소자의 미세회로 패턴과 같은 레이저 마킹 공정과 같이 평판에 레이저를 조사하여 패턴을 형성하는 다양한 공정에 적용될 수 있다. The present embodiment may be applied to various processes of forming a pattern by irradiating a laser onto a flat plate such as a process of forming a scattering pattern of a light guide plate for a backlight unit of a flat panel display device or a laser marking process such as a microcircuit pattern of a semiconductor device.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.
100: 몸체 110: 상면
112: 개구 200: 기판 이송 모듈
210: 중심축 220: 프레임
230: 기판이송 평판 240: 기판 구동기
300: 가공모듈 310: 레이저 발생기
320: 레이저 헤드 330: 가이드 레일
340:레이저 헤드 이송유닛 350, 352: 경로 변경자
360, 390: 레이저 헤드 구동기 370: 제1 지지부
380: 제2 지지부 400: 제어부
500: 레이저 차단부 1000, 1100: 기판 가공 장치 100: body 110: upper surface
112: opening 200: substrate transfer module
210: central axis 220: frame
230: substrate transfer plate 240: substrate driver
300: processing module 310: laser generator
320: laser head 330: guide rail
340: laser
360, 390: laser head driver 370: first support
380: second support portion 400: control unit
500:
Claims (16)
가공대상 표면의 평면벡터가 상기 x축 또는 y축과 평행한 적어도 하나의 기판을 지지하며 상기 상면을 관통하도록 상기 기판을 이송하는 기판 이송모듈; 및
상기 상면을 따라 이동하면서 상기 개구의 둘레를 따라 이동하면서 상기 가공대상 표면의 평면벡터와 평행하게 상기 기판으로 레이저를 조사하는 가공모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치. A body having an upper surface defined by an x-axis and a y-axis perpendicular to each other, the body having an opening passing through the central portion from the upper surface;
A substrate transfer module for transporting the substrate such that a plane vector of the surface to be processed supports at least one substrate parallel to the x or y axis and penetrates the upper surface; And
And a processing module for irradiating a laser to the substrate in parallel with a plane vector of the surface to be processed while moving along the upper surface while moving along the upper surface.
상기 레이저를 생성하는 적어도 하나의 레이저 발생기;
상기 레이저를 상기 기판으로 조사하여 상기 가공대상 표면에 패턴을 형성하는 적어도 하나의 레이저 헤드;
상기 개구를 둘러싸도록 상기 상면에 배치된 가이드 레일; 및
일측에 상기 레이저 헤드가 착탈 가능하게 고정되고 타측은 상기 가이드 레일에 이동 가능하게 결합되어 상기 레이저 헤드를 상기 상면과 평행한 면상에서 상기 개구의 둘레를 따라 이송시키는 레이저 헤드 이송유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치. The method of claim 1, wherein the processing module,
At least one laser generator for generating the laser;
At least one laser head irradiating the laser onto the substrate to form a pattern on the surface to be processed;
A guide rail disposed on the upper surface to surround the opening; And
The laser head is detachably fixed to one side and the other side is movably coupled to the guide rail comprises a laser head transfer unit for transferring the laser head along the circumference of the opening on a plane parallel to the upper surface Substrate processing apparatus made.
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