KR101488783B1 - 레이저 패터닝 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 크기의 패널 또는 필름에 대하여 정밀한 패턴을 정확하고 신속하게 형성할 수 있는 레이저 패터닝 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 레이저 패터닝 장치는 상면에 기판이 탑재되는 기판 탑재대; 상기 기판 탑재대를 수평 방향으로 이동시키는 탑재대 수평 구동수단; 상기 기판 탑재대 상측에 설치되며, 상기 기판 탑재대에 탑재되어 있는 기판에 레이저를 조사하는 레이저 조사부; 상기 기판 탑재대에 구비되며, 상기 기판 탑재대에 탑재되는 기판의 하면을 흡착 고정하는 진공 흡착부;를 포함한다.

Description

레이저 패터닝 장치{THE APPARATUS FOR PATTERNIG ON THE SUBSTRATE USING LASER}

본 발명은 레이저 패터닝 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 다양한 크기의 패널 또는 필름에 대하여 정밀한 패턴을 정확하고 신속하게 형성할 수 있는 레이저 패터닝 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체, 디스플레이, 태양전지 등의 정밀 제조분야에서는 기판 표면에 특정한 미세 패턴을 형성하는 작업이 많이 요구된다. 이러한 미세 패턴 형성 과정은 매우 어렵고 고가의 비용이 소요되는 과정으로서 포토리소그래피 공정이 사용되는 것이 대부분이다.

그런데 포토리소그래피 공정은 매우 고가의 장비가 필요하며, 마스크 등 매우 복잡한 공정이 수행된다.

따라서 최근에는 레이저 등을 이용하여 미세 패턴을 간단한 방법에 의하여 형성하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 특히, 태양전지 제조분야 및 디스플레이 분야에서는 이러한 시도가 활발하고 이루어지고 있으나 아직 다양한 크기의 작업물에 대하여 능동적으로 대응가능하고, 미세 패턴을 정밀하게 형성할 수 있는 기술이 개발되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다양한 크기의 패널 또는 필름에 대하여 정밀한 패턴을 정확하고 신속하게 형성할 수 있는 레이저 패터닝 장치를 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 패터닝 장치는 상면에 기판이 탑재되는 기판 탑재대; 상기 기판 탑재대를 수평 방향으로 이동시키는 탑재대 수평 구동수단; 상기 기판 탑재대 상측에 설치되며, 상기 기판 탑재대에 탑재되어 있는 기판에 레이저를 조사하는 레이저 조사부; 상기 기판 탑재대에 구비되며, 상기 기판 탑재대에 탑재되는 기판의 하면을 흡착 고정하는 진공 흡착부;를 포함한다.

그리고 상기 탑재대 수평 구동수단은, 상기 기판 탑재대를 서로 수직되는 2 방향으로 각각 수평 이동시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 기판 탑재대에는 상기 기판을 탑재할 위치의 기준이 되는 기준 지그가 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 진공 흡착부는, 상기 기준 지그를 기준으로 하여 다수개의 영역으로 분할되어 구비되며, 각 영역은 독립적으로 구동되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 레이저 조사부에는, 상기 레이저 조사부를 상하 방향으로 이동시키는 레이저 상하 구동부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 레이저 조사부는, 하나의 소스에서 조사되는 레이저를 분할하여 다수개의 레이저빔을 조사하는 것 바람직하다.

본 발명의 레이저 패터닝 장치에 의하면 다양한 크기의 기판에 대하여 정밀한 패턴을 신속하게 형성할 수 있는 장점이 있다. 특히, 하나의 기판에 대하여 복수의 레이저빔을 사용하여 동시에 패터닝 공정을 진행함으로써, 공정 시간을 대폭 단축할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치에 의하여 형성되는 패턴의 형상을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 탑재대의 구조를 도시하는 평면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 탑재대(10), 탑재대 수평 구동수단(20), 레이저 조사부(30) 및 진공 흡착부(40)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 기판 탑재대(10)는 패터닝 작업이 진행될 피처리 대상 기판(S)이 그 상면에 탑재되는 위치를 제공하는 구성요소이다. 따라서 상기 기판 탑재대(10)는 평면 형상의 기판(S)이 안정적으로 탑재될 수 있는 플레이트 형상을 가지는 것이 바람직하다. 이때 상기 기판 탑재대(10)는 레이저에 의하여 손상되지 않는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 기판 탑재대(10)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기판(S)을 탑재할 위치의 기준이 되는 기준 지그(12)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 기준 지그(12)는 상기 기판 탑재대(10) 상의 일측 모서리 부분에 'ㄴ'자 형상으로 돌출되어 형성되며, 상기 기준 지그(12)에 상기 기판(S)을 밀착시키면 상기 기판(S)의 상기 기판 탑재대(10) 상에서의 정확한 로딩 위치가 설정되는 것이다. 따라서 이 기준 지그(12)를 이용하면 별도의 얼라인 과정이 필요없이 기판(S)을 정확한 위치에 탑재할 수 있는 장점이 있다.

다음으로 상기 탑재대 수평 구동수단(20)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기판 탑재대(10)의 하면에 설치되어, 상기 기판 탑재대(10)를 수평 방향으로 구동시키는 구성요소이다. 상기 탑재대 수평 구동수단(20)은 상기 기판 탑재대(10)를 서로 수직되는 방향인 X 방향과, Y방향으로 각각 구동시킬 수 있는 것이 바람직하다. 상기 탑재대 수평 구동수단(20)은 상기 기판 탑재대(10) 상에 기판(S)이 탑재된 상태에서 상기 기판(S)에 후술하는 레이저 조사부(30)를 이용하여 패터닝(patterning) 작업을 진행하는 동안에 상기 기판(S)을 미리 입력된 방향으로 이동시켜, 상기 기판(S) 상에 원하는 형상의 패턴이 형성되도록 하는 역할을 한다. 따라서 상기 탑재대 수평 구동수단(20)은 상기 기판 탑재대(10)를 매우 정밀하고 정확하게 미리 프로그래밍(programming)된 위치로 이동시켜야 한다. 그러므로 별도로 구비되는 제어부(도면에 미도시)에 의하여 상기 탑재대 수평 구동수단(20)은 정확하게 제어된다.

물론 필요에 따라서는 상기 탑재대 수평 구동수단(20)에 상기 기판 탑재대(10)를 수평 상태에서 회전시킬 수 있는 탑재대 회전수단(도면에 미도시)이 더 구비될 수도 있다. 상기 탑재대 회전수단은 상기 기판 탑재대(10)에 기판(S)이 탑재된 상태에서 상기 기판(S)의 위치가 패터닝 공정이 진행될 정확한 위치에 탑재되지 않는 경우에 상기 기판(S)을 일정한 각도로 회전시켜서 얼라인(align)하는 과정에서 사용될 수 있다. 물론 이 얼라인 과정에서는 상기 탑재대 수평 구동수단(20)도 함께 사용될 수 있다.

다음으로 상기 레이저 조사부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기판 탑재대(10) 상측에 설치되며, 상기 기판 탑재대(10)에 탑재되어 있는 기판(S)에 레이저를 조사하는 구성요소이다. 상기 레이저 조사부(30)에 의하여 조사되는 레이저에 의하여 상기 기판(S)에 도 2에 도시된 바와 같이, 일정한 깊이로 홈(P)이 형성되고 이 홈(P)들이 서로 연결되어 상기 기판(S) 상에 일정한 패턴이 형성되는 것이다.

상기 레이저 조사부(30)는 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 레이저 발생기(32), 아이솔레이터(34), 렌즈(36) 및 가동미러(38)를 구비할 수 있다. 이 경우 상기 레이저 발생기(32)에서 발생된 레이저가 상기 아이솔레이터(3)와 렌즈(36)를 거치고 상기 가동 미러(38)를 통해 기판(S)으로 조사된다.

본 실시예에서는 상기 레이저 조사부(30)가 상기 기판 탑재대(10)의 상면과 수직한 방향으로 레이저를 조사할 수 있도록 세팅된다. 그리고 상기 레이저 조사부(30)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 조사부(30)를 상하 방향으로 이동시키는 레이저 상하 구동부(70)가 더 구비될 수 있다. 상기 레이저 상하 구동부(70)를 이용하여 상기 레이저 조사부(30)와 기판(S) 사이가 최적의 간격을 유지하도록 제어할 수 있는 것이다. 이때 상기 레이저 상하 구동부(70)는 상기 기판 탑재대(10)가 설치되는 기준이 되는 베이스(50) 상에 수직으로 기립되어 설치되는 수직 프레임(60)에 고정되어 설치되며, 상기 베이스(50)는 석정반 등으로 구성될 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 상기 레이저 조사부(30)는, 하나의 레이저 발생기에서 조사되는 레이저를 분할하여 다수개의 레이저빔을 조사할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 즉, 하나의 레이저 발생기에서 발생된 레이저를 빔 스플리터(beam spitter) 등을 이용하여 분할하고, 분할된 2개의 레이저 빔이 상기 기판의 각각 다른 부분에 조사되어 하나의 기판에 대하여 2가지 패턴을 동시에 형성하거나 한가지 패턴을 나누어 형성하도록 하는 것이다. 이렇게 다수개의 레이저 빔을 사용하여 하나의 기판에 대하여 패터닝 형성 작업을 진행하면 하나의 기판에 대한 택타임(takt time)이 단축되는 효과가 있다.

다음으로 상기 기판 탑재대(10)에는 진공 흡착부(40)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 진공 흡착부(40)는 상기 기판 탑재대(10)에 탑재되는 기판(S)의 하면을 흡착 고정하는 구성요소로서, 상기 기판 탑재대(10)에 탑재되어 패터닝 공정이 진행되는 기판(S)이 공정 진행 중에 움직이지 않도록 고정하는 것이다.

본 실시예에서는 상기 기판 탑재대(10)에 다수개의 진공 흡입공을 형성하고, 상기 진공흡입공을 통하여 기체를 흡입 배출하여 그 흡입력으로 기판을 고정하는 구조로 상기 진공 흡착부(40)를 구성한다. 이때 상기 진공 흡입공이 형성되는 형상은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기준 지그(12)를 기준으로 하여 다수개의 영역으로 분할되어 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 다수개의 영역은 피처리 대상 기판(S)의 크기에 대응되도록 형성된다. 그리고 각 영역은 독립적으로 구동되는 것이 바람직하다. 이렇게 진공 흡입공이 형성되는 영역을 분할하고, 각 영역을 독립적으로 구동하면 처리되는 기판 사이즈에 따라서 상기 진공 흡착부를 능동적으로 변화시키면서 활용할 수 있는 장점이 있다.

1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치
10 : 기판 탑재대 20 : 탑재대 수평 구동수단
30 : 레이저 조사부 40 : 진공 흡착부
S : 기판 P : 홈

Claims (6)

1. 상면에 기판이 탑재되는 기판 탑재대;
   상기 기판 탑재대를 수평 방향으로 이동시키는 탑재대 수평 구동수단;
   상기 기판 탑재대 상측에 설치되며, 상기 기판 탑재대에 탑재되어 있는 기판에 레이저를 조사하는 레이저 조사부;
   상기 기판 탑재대에 구비되며, 상기 기판 탑재대에 탑재되는 기판의 하면을 흡착 고정하는 진공 흡착부;
   상기 기판 탑재대에 고정되어 설치되며, 상기 기판을 탑재할 위치의 기준이 되는 기준 지그;를 포함하며,
   상기 진공 흡착부는,
   상기 기준 지그를 기준으로 하여 다수개의 영역으로 분할되어 구비되며, 각 영역은 독립적으로 구동되고,
   상기 레이저 조사부에는,
   상기 레이저 조사부를 상하 방향으로 이동시키는 레이저 상하 구동부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 패터닝 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 탑재대 수평 구동수단은,
   상기 기판 탑재대를 서로 수직되는 2 방향으로 각각 수평 이동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 패터닝 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 레이저 조사부는,
   하나의 소스에서 조사되는 레이저를 분할하여 다수개의 레이저빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 패터닝 장치.
   

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