KR101560377B1 - Apparatus for irradiating light - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판에 광을 조사하여 상기 기판을 처리하는 광 조사 장치로서, 광의 투과가 가능한 투과창. 투과창의 외측 방향으로 상향 경사지며, 투과창의 상측에 설치되어, 상기 기판으로부터 반사되어 상기 투과창을 투과한 반사광을 상쇄시키는 덤프, 내부에 냉매가 순환되고, 상기 덤프에 설치되어 상기 덤프를 냉각시키는 냉각 블록을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 의하면, 투과창의 외측 방향으로 상향 경사지도록 덤프를 설치하고, 상기 덤프의 하부면에 요철을 마련함으로써, 기판으로부터 반사된 광의 난반사를 억제 또는 최소화하고, 상기 반사광이 투과창의 외측 방향을 향하도록 유도함으로써, 반사광이 다시 투과창으로 입사되는 것을 억제할 수 있다. 이로 인해 투과창의 온도 불균일 및 온도 상승으로 인한 무라(Mura) 발생 및 광 쉬프트(shift) 현상을 억제할 수 있다.The present invention relates to a light irradiation apparatus for processing a substrate by irradiating light onto the substrate, the light transmission window being capable of transmitting light. A dump that is inclined upward toward the outside of the transmission window and which is installed on the upper side of the transmission window to cancel reflected light that is reflected from the substrate and transmitted through the transmission window and is installed in the dump to cool the dump Cooling block.
Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to suppress or minimize the diffuse reflection of the light reflected from the substrate by providing a dump so as to be inclined upwards in the outward direction of the transmission window and providing unevenness on the lower surface of the dump, It is possible to prevent the reflected light from being incident on the transmission window again. This can suppress the occurrence of mura and optical shift due to temperature unevenness and temperature rise of the transmission window.
Description
본 발명은 광 조사 장치에 관한 것으로, 기판에 의해 반사되는 광에 의한 투과창의 온도 불균일 및 이로 인한 온도 상승을 억제할 수 있는 광 조사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light irradiation apparatus, and more particularly, to a light irradiation apparatus capable of suppressing temperature unevenness of a transmission window caused by light reflected by a substrate and a temperature rise thereof.
액정디스플레이 장치, 태양광 장치 등을 제조하는데 있어서, 비정질 다결정 박막(예컨대, 비정질 다결정 실리콘 박막)을 결정화시키는 열처리 공정이 수반된다. 이때, 기판으로 유리(glass)를 사용할 경우, 레이저를 이용하여 비정질 다결정 박막을 결정화시키는데, 이때 비정질 다결정 박막이 산소(O2)와 반응하면, 산화되어 산화물 박막이 되며, 불순물은 박막을 오염시키거나 성질을 변화시키는 등의 문제를 발생시킨다.A liquid crystal display device, a photovoltaic device and the like, a heat treatment process for crystallizing an amorphous polycrystalline thin film (for example, an amorphous polycrystalline silicon thin film) is accompanied. In this case, when glass is used as the substrate, the amorphous polycrystalline thin film is crystallized by using a laser. At this time, when the amorphous polycrystalline thin film reacts with oxygen (O 2 ), it is oxidized to become an oxide thin film, Or to change properties.
종래의 레이저 기판 처리 장치는 한국공개특허 2011-0071591에도 개시된 바와 같이, 내부에 기판(1)이 처리되는 공간을 가지는 공정 챔버(10), 공정 챔버(10) 내부에 설치되어 상부에 기판이 안치되며, 공정 진행 방향으로 이송하는 스테이지(2), 공정 챔버(10)의 상부에 설치되며, 레이저(8)의 투과가 가능한 투과창(40), 공정 챔버(10)의 외측에서 투과창(40)의 상측에 설치되어 레이저(8)를 출력하는 광원(30), 공정 챔버(10)의 외측에서 투과창(40)의 상부에 설치되어, 기판(1)으로부터 반사되어 투과창(40)을 투과한 반사광을 흡수하는 덤프(50)를 포함한다(도 7 참조).The conventional laser substrate processing apparatus includes a
한편, 광원(30)으로부터 출력되어 기판(1)으로 조사된 레이저(61)는 입사 방향과 대칭되는 반대 방향 즉, 상측 방향으로 반사되어(62) 다시 투과창(40)을 투과하고, 상기 투과창(40) 상측에 위치한 덤프(50)로 입사된다. 이때 레이저는 덤프(50)에 의해 일부 상쇄되나, 완전히 소멸되지 못하고, 다시 덤프(50)에 의해 재반사되어 투과창(40)으로 입사된다. 이러한 반사광의 반복적인 입사에 의해 투과창(40)의 온도가 불균일하고, 온도가 지속적으로 상승함에 따라, 결정화 공정을 위해 레이저가 투과창(40)을 투과하여 기판(1)에 조사될 때, 무라(mura)가 발생되는 문제가 있다.On the other hand, the
또한, 덤프(50)에 반복적으로 레이저가 흡수됨에 따라, 상기 덤프(50)의 온도가 상승하고, 이로 인해 덤프(50) 주위의 부품들의 온도가 상승하여, 열 변형된다. 이는, 기판(1)으로 조사되는 레이저 빔이 시프트(shift)되는 요인이 된다.Also, as the laser is repeatedly absorbed into the
본 발명은 기판에 의해 반사되는 광에 의한 투과창의 온도 불균일 및 이로 인한 온도 상승을 억제할 수 있는 광 조사 장치를 제공한다.The present invention provides a light irradiation apparatus capable of suppressing temperature unevenness of a transmission window due to light reflected by a substrate and a temperature rise caused thereby.
또한, 본 발명은 기판으로부터 반사되는 광이 투과창으로 재반사되는 것을 방지하고, 덤프의 온도 불균일 및 온도 상승을 방지하는 광 조사 장치를 제공한다.Further, the present invention provides a light irradiation apparatus that prevents light reflected from a substrate from being reflected again to a transmission window, and prevents temperature unevenness and temperature rise of the dump.
기판에 광을 조사하여 상기 기판을 처리하는 광 조사 장치로서, 상기 광의 투과가 가능한 투과창;A light irradiation apparatus for processing a substrate by irradiating light onto the substrate, the light irradiation apparatus comprising: a transmission window capable of transmitting the light;
상기 투과창의 중심축에서 상기 투과창의 외측 방향으로 상향 경사지며, 상기 투과창의 상측에 설치되어, 상기 기판으로부터 반사되어 상기 투과창을 투과한 반사광을 상쇄시키는 덤프; 내부에 냉매가 순환되고, 상기 덤프에 설치되어 상기 덤프를 냉각시키는 냉각 블록;을 포함한다.A dump that is inclined upward in the direction of the outer side of the transmission window on the central axis of the transmission window and is disposed on the transmission window to cancel the reflection light reflected from the substrate and transmitted through the transmission window; And a cooling block that circulates the coolant therein and is installed in the dump to cool the dump.
상기 덤프는 적어도 하부면이 상기 투과창의 외측 방향을 향하도록 상향 경사진 형상이다.The dump is shaped to be upwardly inclined such that at least the lower surface faces the outward direction of the transmission window.
상기 덤프는 상기 투과창의 상측에 위치하며, 적어도 하부면이 상기 투과창의 외측 방향을 향하도록 상향 경사지도록 형성되어, 상기 기판으로부터 반사되어 상기 투과창을 투과한 반사광을 소멸시키는 몸체 및 상기 몸체의 하부면에 마련된 복수의 요철을 포함한다.Wherein the dump is disposed on the upper side of the transmission window and is inclined upward so that at least the lower surface faces the outward direction of the transmission window, and a body which is reflected from the substrate and extinguishes the reflected light transmitted through the transmission window, And a plurality of irregularities provided on the surface.
상기 덤프의 경사각은 예각이다.The inclination angle of the dump is an acute angle.
상기 복수의 요철은 3㎛ 내지 4㎛인 것이 바람직하다.It is preferable that the plurality of concavities and convexities are 3 mu m to 4 mu m.
상기 덤프의 경사각은 10°내지 20°인 것이 바람직하다.The inclination angle of the dump is preferably 10 to 20 degrees.
상기 몸체는 히트 싱크(Heat Sink)를 포함한다.The body includes a heat sink.
상기 덤프는 내부 공간을 가지는 형상으로, 상기 몸체의 하부면을 커버하도록 설치되며, 상기 광의 투과가 가능한 커버를 포함하고, 상기 몸체와 상기 커버 사이의 공간과 연통되도록 설치되어, 상기 몸체와 제 커버 사이의 공간으로 가스를 공급하거나, 배기할 수 있는 가스관을 포함한다.The dump includes an inner space and is provided to cover a lower surface of the body. The dump includes a cover capable of transmitting the light. The dump is installed to communicate with a space between the body and the cover. And a gas pipe capable of supplying or exhausting gas to or from the space between the gas pipes.
상기 덤프의 하부면 중 일부 영역이 상기 투과창 상부면의 상측에 대응 위치하고, 상기 덤프의 하부면의 나머지 영역이 상기 투과창 외측 상측에 대응 위치하도록 연장 형성된다.A portion of the lower surface of the dump corresponds to an upper side of the upper surface of the transmission window and a remaining portion of the lower surface of the dump corresponds to the upper side of the transmission window.
상기 냉각 블록은 상기 덤프의 상부에 설치된 냉각 부재 및 상기 냉각 부재 내에 설치되어 내부로 냉매가 순환되는 냉매 순환관을 포함한다.The cooling block includes a cooling member installed on the dump and a refrigerant circulation pipe installed in the cooling member and circulating the refrigerant to the inside.
본 발명의 실시형태에 의하면, 투과창의 외측 방향으로 상향 경사지도록 덤프를 설치하고, 상기 덤프의 하부면에 요철을 마련함으로써, 기판으로부터 반사된 광의 난반사를 억제 또는 최소화하고, 상기 반사광이 투과창의 외측 방향을 향하도록 유도함으로써, 반사광이 다시 투과창으로 입사되는 것을 억제할 수 있다. 이로 인해 투과창의 온도 불균일 및 온도 상승으로 인한 무라(Mura) 발생 및 광 쉬프트(shift) 현상을 억제할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, a dump is provided so as to be inclined upward toward the outer side of the transmission window, and irregularities are provided on the lower surface of the dump, thereby suppressing or minimizing irregular reflection of the light reflected from the substrate, Direction, it is possible to prevent the reflected light from being incident on the transmission window again. This can suppress the occurrence of mura and optical shift due to temperature unevenness and temperature rise of the transmission window.
또한, 덤프에 냉각 블록을 마련하여 상기 덤프를 냉각시킴으로써, 반사광의 열에 의한 덤프의 온도 상승 및 온도 불균일 현상을 방지할 수 있고, 이에 열변형을 방지할 수 있다. 또한, 덤프가 냉각 블록에 의해 냉각됨으로써, 종래와 같이 덤프의 열에 의해 그 주변 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.Further, by providing a cooling block in the dump and cooling the dump, it is possible to prevent temperature rise and temperature non-uniformity of the dump due to heat of the reflected light, thereby preventing thermal deformation. Further, since the dump is cooled by the cooling block, it is possible to prevent the ambient temperature from rising due to the heat of the dump as in the prior art.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 광 조사 모듈을 정면에서 바라본 절단 입체 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 정면 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 덤프 및 제 2 덤프를 상측에서 바라본 입체 도면
도 5는 도 4의 A'-A"를 따라 절단하여, 덤프 및 제 2 덤프를 도시한 단면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 덤프의 일부를 하측에서 바라본 입체도면
도 7은 일반적인 기판 처리 장치를 도시한 블록도1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a perspective view of a light irradiation module of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention,
3 is a front sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention
FIG. 4 is a diagram showing a dump according to the embodiment of the present invention and a three-dimensional drawing
5 is a sectional view taken along line A'-A 'in Fig. 4, showing the dump and the second dump,
6 is a perspective view of a part of a dump according to an embodiment of the present invention viewed from below.
7 is a block diagram showing a general substrate processing apparatus
이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 광 조사 모듈을 정면에서 바라본 절단 입체 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 정면 단면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 덤프 및 냉각 블록을 상측에서 바라본 입체 도면이다. 도 5는 도 4의 A'-A"를 따라 절단하여, 덤프 및 냉각 블록을 도시한 단면도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 덤프의 일부를 하측에서 바라본 입체도면이다.1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a perspective view of a light irradiation module of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 is a front sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is a perspective view of a dump and cooling block according to an embodiment of the present invention. Figure 5 is a cross-sectional view of the dump and cooling block taken along line A'-A 'of Figure 4. Figure 6 is a three dimensional view of a portion of the dump according to an embodiment of the present invention viewed from the bottom.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판(S)에 광을 조사하여 열처리함으로써, 상기 기판 (S) 상에 형성된 박막(11)을 결정화하는 열처리 장치 또는 광조사 장치이다.The substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention is a heat treatment apparatus or light irradiation apparatus for crystallizing the
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판(S)이 처리될 수 있는 내부 공간을 가지는 공정 챔버(100), 공정 챔버(100) 내부에 설치되어 상부에 기판(S)이 안치되며, 상기 기판(S)을 공정 진행 방향으로 수평 이송시키는 스테이지(200), 공정 챔버(100)의 외부에 배치되어 기판(S)을 처리하기 위한 광, 예컨대 레이저(laser)를 출력하는 광원(300), 공정 챔버(100)의 상부벽 일부에 설치되며 광원(300)으로부터 출력된 광이 투과 가능한 투과창(5120)을 구비하고, 투과창(5120)을 투과한 광을 가이드하여 기판(S) 상으로 인도되도록 조사하고, 광이 조사되고 있는 기판(S) 상으로 불활성 가스를 분사하는 광 조사 모듈(5000)을 포함한다.1 to 3, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
실시예에 따른 공정 챔버(100)는 그 단면이 사각형인 통 형상이나, 이에 한정되지 않고 기판(S)과 대응하는 다양한 형상으로 변경 가능하다. 이러한 공정 챔버(100)의 상부벽에는 예컨대, 석영(quartz)으로 이루어진 투과창(5120)이 설치되는데, 상기 투과창(5120)은 공정 챔버(100)의 상부벽의 일부에 설치되되, 광 조사 모듈(5000)의 상부를 커버하도록 설치되는 것이 바람직하다. 물론 투과창(5120)은 광 조사 모듈(5000)의 상부를 커버하거나, 공정 챔버(100)의 상부벽에 설치되는데 한정되지 않고, 광원(300)으로부터 출력된 광이 광 조사 모듈(5000) 내부로 인도될 수 있도록 하는 어떠한 위치에 설치되어도 무방하다.The
한편, 공정 챔버(100)는 밀폐되어 있는 구조이기는 하나, 그 내부에는 산소(O2) 또는 불순물이 있을 수 있다. 여기서 산소(O2)는 기판(S) 상에 형성된 박막(11)을 산화시키며, 불순물은 공정 중에 발생된 미립자 상태의 파우더 또는 기체 상태의 공정 부산물이거나 다른 오염 물질일 수 있으며, 이러한 불순물은 박막(11)의 품질을 저하시키거나, 성질을 변화시켜, 불량 발생의 요인이 된다.On the other hand, although the
이러한 산소(O2) 및 불순물이 기판(S) 상측으로 침투됨으로 인한 문제를 해결하기 위하여, 광 조사 모듈은 기판(S) 상측으로 불활성 가스를 분사하여 광이 조사되는 기판(S) 영역을 불활성 가스 분위기로 조성한다. 이러한 광 조사 모듈(5000)은 탈산소 모듈(oxygen partial degassing module, OPDM)로 명명될 수 있다.In order to solve the problem caused by the infiltration of oxygen (O 2 ) and impurities onto the substrate S, the light irradiation module injects an inert gas onto the substrate S to inactivate the region of the substrate S to which the light is irradiated Gas atmosphere. The light irradiation module 5000 may be called an oxygen partial degassing module (OPDM).
광 조사 모듈(5000)은 공정 챔버(100) 내에 설치되며, 광원(300)으로부터 출력된 광이 통과하는 내부 공간을 가지는 광 조사 유닛(5100) 및 광 조사 유닛(5100)과 기판(S) 사이에 위치하도록 상기 광 조사 유닛(5100)의 하부에 장착되어, 기판(S) 상으로 불활성 가스를 분사하는 가스 분사 유닛(5200)을 포함한다.The light irradiation module 5000 is installed in the
광 조사 유닛(5100)은 광이 통과할 수 있는 내부 공간을 가지는 제 1 바디(5100a), 제 1 바디(5100a)의 하부에 연결 또는 장착되며, 상기 제 1 바디(5100a)의 내부 공간과 상하 방향으로 연통되는 내부 공간을 가지는 제 2 바디(5100b) 및 제 1 바디(5100a)의 상부에 장착되어, 광원(300)으로부터 출력된 광이 투과 가능한 투과창(5120), 공정 챔버(100) 외부에서 광원(300)과 투과창(5120) 사이에 위치하며, 광의 조사 방향에 대해 비스듬하게 설치되어 상기 광원(300)으로부터 출력되어 투과창(5120)으로 향하는 광 즉, 레이저 빔의 일부를 커팅(cutting) 또는 가리는 커터(5130), 공정 챔버(100) 외부에서 투과창(5120)의 상측에 위치하며, 상기 투과창(5120)의 중심축에서 외측 방향으로 상향 경사지도록 설치되어, 상기 기판(S)으로부터 반사되어 상기 투과창(5120)을 투과한 반사광(또는 반사빔)을 상쇄시키는 제 1 덤프(5140) 및 덤프(5140) 상부에 설치되며 상기 덤프(5140)를 냉각시키는 냉각 블록을 포함한다.The light irradiation unit 5100 is connected to or attached to the lower part of the
여기서, 제 1 및 제 2 바디(5100a, 5100b) 각각에 마련된 내부 공간은 기판(S)의 일 방향으로 연장 형성되는데, 예컨대, 기판(S)이 이송되는 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성된다. 투과창(5120)은 제 1 바디(5100a)의 내부 공간의 상측에 대응하도록 상기 제 1 바디(5100a)의 상부에 설치되어, 상기 제 1 바디(5100a)의 상측 개구를 밀폐 또는 폐쇄한다.The inner space of each of the first and
또한, 커터(5130)는 기판(S)이 이송되는 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되어, 덤프(5140)와 투과창(5120) 사이에 위치하도록 공정 챔버(100) 외부에 설치되고, 상기 투과창(5120)이 위치한 방향으로 하향 경사지도록 기울어지게 설치된다.The
이러한 광 조사 유닛(5100)에 있어서, 광원(300)으로부터 출력된 광은 투과창(5120)을 투과한 후, 제 1 바디(5100a) 및 제 2 바디(5100b) 각각의 내부 공간을 통과하여 가스 분사 유닛(5200)으로 이동한다. 이에, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 투과창(5120)과 기판(S) 사이 영역에 대응하는 광 조사 유닛(5100)에 마련된 내부 공간 즉, 제 1 및 제 2 바디(5100a, 5100b)에 마련된 내부 공간을 "광 조사 공간(5110)"으로 명명한다. 이러한 광 조사 공간(5110)은 상술한 바와 같이, 투과창(5120)과 기판(S) 사이에 대응하는 제 1 바디(5100a)와 제 2 바디(5100b)의 일부를 상하 방향으로 관통하여 형성하며, 기판(S)의 일 방향으로 연장 형성된다. 실시예에 따른 광 조사 공간(5110)은 상하 방향의 길이(또는 높이)가, 좌우 방향의 폭에 비해 길도록 형성된다.In this light irradiation unit 5100, the light output from the
가스 분사 유닛(5200)은 기판(S)을 향해 불활성 가스를 분사하여, 적어도 레이저가 조사되고 있는 기판(S) 영역이 산소 및 불순물에 노출되지 않도록 불활성 가스 분위기로 조성하는 수단이다. 이러한 가스 분사 유닛(5200)은 광 조사 유닛(5100)의 하부에 장착되며, 광 조사 공간(5110)과 연통되는 내부 공간(이하, 가스 분사 공간(5410))과, 기판(S)의 일 방향으로 연장된 라인 형상의 슬릿(이하 제 1 슬릿(5400a))을 구비하는 가스 분사 블록(5400), 가스 분사 공간(5410)의 일측에 위치하도록 가스 분사 블록(5400) 내에 설치되어, 상기 가스 분사 공간(5410)으로 불활성 가스를 공급하는 가스 공급부(5300), 가스 공급부(5300)의 양 끝단에 연결되어 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(미도시) 및 가스 분사 블록(540)의 하부에 장착되어 기판(S) 상측에 위치하는 판 형상의 플레이트(5500)를 포함한다.The gas injection unit 5200 is means for injecting an inert gas toward the substrate S to form at least an area of the substrate S irradiated with the laser in an inert gas atmosphere so as not to be exposed to oxygen and impurities. The gas injection unit 5200 includes an internal space (hereinafter referred to as a gas injection space 5410) that is mounted on a lower portion of the light irradiation unit 5100 and communicates with the
가스 공급부(5300)는 가스 분사 공간(5410) 내부로 불활성 가스를 공급하는 수단으로서, 실시예에 따른 가스 공급부(530)는 가스 분사 공간(5410)의 측방향에 연결되도록 가스 분사 블록(5400)에 마련된다. 즉, 가스 공급부(530)는 가스 분사 블록(5400) 내에서 연장 형성되며, 일단이 가스 분사 공간(5410)의 측부에 연결되고, 타단이 불활성 가스가 저장된 가스 저장부(미도시)와 연결된다. 이러한 가스 공급부(5300)은 파이프 형태의 관을 가스 분사 블록(5400) 내에 삽입하여, 일단이 가스 분사 공간(5410)의 측부와 연결되도록 설치하거나, 가스 분사 블록(5400) 내부 자체를 가공하여 가스 분사 공간(5410)의 측부와 연통되도록 마련할 수도 있다. 또한, The
가스 공급부(5300)는 예컨대, 최외곽 관 즉, 외관과, 외관의 내측에 위치하는 내관으로 이루어진 이중관 구조일 수도 있다. 이때, 가스 분사 공간(5410)과 연결되어 상기 가스 분사 공간(5410) 내부로 불활성 가스를 토출하는 가스 공급부(5300)의 일단을 토출 슬릿이라 할 때, 토출 슬릿은 도 3에 도시된 바와 같이 라인 형태로서, 하방으로 경사지도록 마련될 수 있다. 또한 토출 슬릿 전단에 해당하는 가스 공급부(5300)의 영역의 적어도 일부가 복수번 절곡된 다른 말로하면 복수번 굴곡진 유로 형태일 수 있다.The
물론 가스 공급부(5300)의 형상은 상술한 형상에 한정되지 않고, 가스 분사 공간(5410)로 불활성 가스를 공급할 수 있는 다양한 형상 및 구성으로 변경 가능하다.Of course, the shape of the
플레이트(5500)는 가스 분사 블록(5400)의 하부에 연결되어, 기판(S) 상측에 위치한다. 실시예에 따른 플레이트(5500)는 가스 분사 블록(5400)에 마련된 제 1 슬릿(5400a)으로부터 양 방향으로 연장 형성된 판 형상이다. 이러한 플레이트(5500)에는 빔 형태의 레이저와 불활성 가스가 통과할 수 있는 슬릿(5500a)(이하, 제 2 슬릿(550a))이 마련되는데, 제 1 슬릿(5400a)의 하측에 대응 위치한다. 이에, 가스 분사 블록(5400)의 제 1 슬릿(540a)을 거쳐 플레이트(5500)의 제 2 슬릿(5500a)으로 토출된 불활성 가스는 상기 플레이트(5500)와 기판(S) 사이의 틈으로 퍼져나가게 된다.The
덤프(5140)는 기판(S)으로 조사되어 다시 반사되는 반사광(또는 반사빔)이 투과창(5120)을 통과한 후, 다시 재반사되어 투과창(5120)으로 향하는 것을 방지한다. 이러한 덤프(5140)는 공정 챔버(100) 외측 상부에서 투과창(5120)의 상측에 설치된다. 보다 구체적으로 덤프(5140)는 투과창(5120) 상측의 좌우 방향 위치에 있어서, 커터(5130)의 상측에서 상기 커터(5130)와 마주보도록 또는 대향하도록 설치되는 것이 바람직하다.The
덤프(5140)는 기판(S)으로부터 반사되어 투과창(5120)을 투과한 반사광을 상쇄 및 소멸시키는 것으로, 공정 챔버(100) 외측 상부에서 투과창(5120)의 상측에 위치하며, 상기 투과창(5120)의 상측 위치로부터 외측 방향으로 상향 경사진다. 다른 말로 설명하면, 덤프(5140)는 입사된 반사광을 상쇄시킨 후, 재반사시켜, 투과창(5120) 방향이 아닌, 상기 투과창(5120)의 외측 방향으로 진행하도록, 상기 투과창(5120)의 외측 방향으로 상향 경사진다.The
다른 말로 설명하면, 투과창(5120)의 좌우 방향 중심부를 중심축이라 할 때, 상기 덤프(5140)는 투과창(5120)의 상측에 위치하되, 투과창(5120)의 중심축에서 상기 투과창(5120)의 외측 방향으로 상향 경사진다. 여기서 투과창(5120)의 외측 방향은 좌우 방향에서의 외측 또는 바깥쪽을 의미한다. 즉, 덤프(5140)는 투과창(5120)의 중심축에서 바깥쪽으로 또는 멀어지는 방향으로 상향 경사지며, 상기 투과창(5120)의 상측에 위치한다. 또한, 이를 또 다른 말로 설명하면, 투과창(5120)의 상부면과 동일 선상의 선을 수평선이라할 때, 상기 덤프(5140)의 하부면과 상기 수평선과의 이격 간격 또는 이격 거리가 투과창(5120)의 외측 방향으로 갈수록 멀어지도록 상기 덤프(5140)이 기울어져 있다.
In other words, assuming that the central portion of the
또한, 덤프(5140)는 투과창(5120)의 상측에 위치하되, 투과창(5120) 상부면의 상측으로부터 상기 투과창의 외측 위치까지 연장되도록 형성된다. 즉, 덤프(5140)가 투과창(5120)의 상측에 위치하되, 좌우 방향(또는 폭 방향) 위치에 있어서, 덤프(5140)의 일부 영역이 투과창(5120)의 위치와 중첩되고, 덤프(5140)의 나머지 영역이 상기 투과층(5120) 외측의 상측 위치와 중첩되도록 설치된다. 이를 다른 말로 설명하자면, 덤프(5140)는 하부면 중 일부 영역이 투과창(5120) 상부면의 상측에 대응 위치하고, 덤프(5140)의 하부면 중 나머지 영역이 투과창(5120) 상부면의 외측 방향의 상측에 대응 위치하도록 설치된다. 즉, 덤프(5140)는 좌우 방향의 양 끝단 중 일단이 상기 투과창(5120)의 상측에 위치하고, 타단이 상기 투과창(5120) 외측 상부에 위치하도록 연장 형성된다.The
이러한 덤프(5140)는 투과창(5120)의 상측에서, 상기 투과창(5120)의 외측 방향으로 상향 경사지는 몸체(5141), 내부 공간을 가지고, 몸체(5141)의 하부면을 커버하도록 설치되며, 광의 투과가 가능한 커버(5142), 몸체(5141)의 상부에 설치되어 내부로 냉매가 순환되는 냉각 블록(5150)을 포함한다.The
몸체(5141)는 반사광을 상쇄시키는 수단으로서, 투과창(5120)의 상측 위치로부터 상기 투과창(5120)의 외측 방향으로 상향 경사진다. 즉, 몸체(5141)는 입사된 반사광이 투과창(5120) 외측으로 향할 수 있도록 투과창(5120)이 위치한 방향으로 상향 경사진다. 이때, 몸체(5141) 자체가 투과창(5120)의 외측 방향으로 상향 경사지도록 설치되거나, 몸체(5141)의 하부면을 투과창(5120)의 외측 방향으로 상향 경사지도록 형성할 수 있다. 그리고 반사광이 입사되는 몸체(5141)의 일면 즉, 하부면에는 수 ㎛ 내지 수십 ㎛의 직경을 가지는 다수의 요철(5141a)이 마련된다. 이때 몸체(5141)에 마련되는 다수의 요철(5141a)은 샌드블라스트(sand blast) 공정을 통해 마련될 수 있으며, 직경은 예컨대, 3㎛ 내지 4㎛이다.The
이와 같이, 몸체(5141)의 하부면에 다수의 요철(5141a)을 마련함으로써, 투과창(5120)을 투과한 반사광이 다수의 요철에 의해 복수번 반사된다. 이에, 반사광이 몸체(5141)에 바로 흡수되지 않고, 다수의 요철(5141a)에 의해 상쇄되며, 상기와 같이 반사광이 다수의 요철(5141a)에 의해 복수번 반사됨에 따라, 상기 반사광의 에너지가 감소되며, 이에 따라 광의 온도 또한 감소된다.As described above, by providing a plurality of projections and
한편, 반사광이 몸체(5141)로 입사되면 반사광의 열이 상기 몸체(5141) 내부로 흡수되며, 이는 덤프(5140)의 온도를 상승시키고, 이에 따라 열 변형 문제가 발생된다. 그리고, 몸체(5141)의 하부면이 매끄러운면일때에 비해 본 발명과 같이 다수의 요철(5141a)이 마련될 경우, 표면적이 커지기 때문에 광의 반사 경로가 증가되고, 이에 따라 광의 온도가 하락한다. 따라서, 하부면이 매끄러운 면일 때에 비해 다수의 요철(5141a)이 마련되는 경우, 상기 다수의 요철(5141a)에 의한 광의 이동 또는 복수번의 재반사에 의해 에너지가 소모되어 덤프(5140)로 흡수되는 열의 온도가 낮으며, 또한 덤프(5140)로부터 재반사되어 투과창(5120) 외측 방향으로 입사되는 광의 온도가 낮다.On the other hand, when the reflected light is incident on the
몸체(5141) 자체 또는 몸체(5141)의 하부면의 경사각은 예각이며, 예컨대 10°내지 20°, 보다 구체적으로는 12°이다. 이와 같은 각도로 덤프(5140)를 투과창(5120)의 외측 방향으로 상향 경사지도록 함으로써, 덤프(5140)로 입사된 반사광이 상기 덤프(5140)에 의해 상쇄 및 소멸되고, 나머지 광이 투과창(5120) 또는 광원(300)으로 향하지 않고, 상기 투과창(5120)의 외측 방향으로 향하도록 할 수 있다. 이에, 반사광에 의한 투과창(5120)의 온도 불균일 및 온도 상승에 의한 무라(Mura) 발생을 방지할 수 있다.The inclination angle of the
실시예에 따른 몸체(5141)는 그 자체가 히트 싱크(Heat Sink) 구조이거나, 내부에 히트 싱크(Heat Sink)가 마련될 수 있다.The
커버(5142)는 광이 투과될 수 있는 재료 쿼츠(quartz)로 이루어지며, 내부 공간을 가지는 형상으로, 몸체(5141)의 하부면을 커버하도록 설치되어, 몸체(5141)의 하부면과 커버(5142) 사이에 소정의 공간을 구획한다. 도시되지는 않았지만, 몸체(5141)와 커버(5142) 사이의 공간과 연통되도록 가스관이 연결되며, 가스관을 통해 몸체(5141)와 커버(5142) 사이의 공간으로 불활성 가스 예컨대 질소(N2) 가스가 충진되고, 배기(Vent)된다. 이러한 불활성 가스의 충전 및 배기 과정을 통해, 덤프(5140)에서 온도 상승에 의해 발생된 흄(fume)을 제거할 수 있다.The
냉각 블록(5150)은 몸체(5141)의 상부에 설치되어, 덤프(5140)를 냉각 또는 쿨링시킴으로써 온도 상승을 방지한다. 이러한 냉각 블록(5150)은 몸체(5141)의 상부에 설치된 냉각 부재(5151), 냉각 부재(5151) 내에 설치되며, 내부로 냉매 예컨대 냉각수가 순환되는 냉매 순환관(5152)을 포함하고, 냉매 순환관(5152)의 일단은 냉매 공급부와 연결된다. 이에, 반사광이 덤프(5140)로 입사되어, 상기 덤프(5140)에서 상쇄 및 소멸 과정이 이루어지는 동안 상기 덤프(5140)가 반사광의 열에 의해 가열되더라도, 냉매 순환관(5152)을 통해 순환되는 냉매에 의해 냉각 부재(5151)가 냉각된다. 따라서, 냉각 부재(5151)와 연결된 덤프(5140)가 냉각됨에 따라, 반사광에 의한 덤프(5140)의 온도 상승 및 온도 불균일로 인한 열변형을 방지할 수 있다.
The
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 박막의 결정화 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of crystallizing a thin film using the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.
먼저, 유리(glass) 기판(S) 상에 비정질 다결정 박막(11), 예컨대 비정질 다결정 실리콘 박막을 형성한다. 그리고, 비정질 다결정의 실리콘 박막이 형성된 기판(S)을 기판 처리 장치의 공정 챔버(100) 내로 장입시켜, 스테이지(200) 상에 안착시킨다.First, an amorphous polycrystalline
스테이지(200) 상에 기판(S)이 안착되면, 상기 스테이지(200)를 통해 기판(S)을 공정 진행 방향으로 수평 이송시키면서, 상기 기판(S) 상에 형성된 박막(11) 상에 광, 즉, 레이저 빔을 조사한다. 이를 위해 광원(300)을 동작시켜 상기 광원(300)으로부터 레이저를 출력하고, 출력된 레이저는 투과창(5120)을 통해 광 조사 유닛(5100)의 광 조사 공간(5110)과 가스 분사 유닛(5200)의 가스 분사 공간(5410)을 통과한 후, 제 1 슬릿(5400a) 및 제 2 슬릿(5500a)을 거쳐 기판(S) 상에 형성된 박막(11)에 조사된다. 이에, 기판(S) 상에 형성된 비정질 다결정의 실리콘 박막이 레이저와 반응하여 결정질 실리콘 박막이 된다.When the substrate S is placed on the
이와 같이 기판(S)을 향해 레이저 빔을 조사하는 동안, 기판(S) 또는 박막(11) 상측으로 질소(N2) 가스를 분사한다. 이를 위해, 가스 분사 블록(5400) 내에 마련된 가스 공급부(5300)로 질소(N2) 가스를 공급하면, 가스 공급부(5300)의 토출 슬릿을 통해 가스 분사 공간(5410)으로 질소(N2) 가스가 공급된다. 그리고 가스 분사 공간(5410)으로 공급된 질소(N2) 가스는 제 1 슬릿(5410a) 및 제 2 슬릿(5500a)을 통해 기판(S) 상측으로 분사된다. 그리고, 기판(S) 상측으로 토출된 질소(N2) 가스는 제 2 슬릿(5400a)을 중심으로 하여 양 방향으로 퍼지며, 이때 플레이트(5500)와 기판(S) 사이에 존재할 수 있는 산소 및 불순물이 양측 방향으로 밀린다. 다시 설명하면, 제 2 슬릿(5400a)을 통해 토출된 불활성 가스는 플레이트(5400)와 기판(S) 사이의 공간을 채우도록 퍼지며, 이때 플레이트(5500)와 기판(S) 사이에 존재하는 산소 및 불순물이 질소 가스에 의해 광 조사 모듈(5000) 및 기판(S) 외측으로 밀려나간다.While the laser beam is irradiated toward the substrate S, nitrogen (N 2 ) gas is injected onto the substrate S or the
이에, 기판(S) 및 상기 기판(S) 상부에 형성된 실리콘 박막(11)이 산소 및 불순물이 노출되지 않아, 산화되는 것을 방지할 수 있다. 보다 구체적으로는, 적어도 레이저가 조사되고 있는 영역의 기판(S) 또는 박막(11)이 산소 및 불순물에 노출되지 않으므로, 레이저가 조사되는 영역의 실리콘 박막이 산화되지 않고, 결정질 실리콘 박막이 된다.
Thus, the substrate S and the silicon
한편, 광원(300)으로부터 출력되어 기판(S)으로 조사된 레이저 빔은 상술한 바와 같이 박막(11)을 결정화시키며, 이후 다시 기판(S)으로부터 재반사된다. 이때, 레이저가 기판(S)으로 입사되는 방향에 대칭하는 방향에서 상측으로 반사되어 투과창(5120)을 재투과한다. 투과창(5120)을 투과한 레이저는 먼저 상기 투과창(5120)의 상측에 위치한 덤프(5140)에 의해 상쇄된 후, 재반사됨에 따라, 투과창(5120)으로 향하지 않고 상기 투과창(5120)의 외측 방향으로 향한다. 이는, 덤프(5140)을 구성하는 몸체(5141)의 적어도 하부면이 투과창(5120)의 외측 방향으로 상향 경사진 형상이기 때문이다.On the other hand, the laser beam output from the
또한, 반사광이 덤프(5140)로 입사되어, 상기 덤프(5140)에서 상쇄 및 소멸 과정이 이루어지는 동안 상기 덤프(5140)가 반사광의 열에 의해 가열되더라도, 냉각 블록(5150)에 의해 냉각된다.
The reflected light is incident on the
이와 같이, 본 발명에서는 투과창(5120)의 상측에 투과창(5120)의 외측 방향으로 상향 경사지도록 덤프(5140)를 설치함으로써, 반사광의 난반사를 억제 또는 최소화할 수 있다. 따라서, 기판(S)으로부터 반사되어 투과창(5120)을 투과한 반사광이 다시 투과창(5120)으로 입사되는 것을 억제하고, 상기 투과창(5120)의 외측 방향으로 향하도록 유도할 수 있다. 이에, 반사광이 투과창(5120)으로 재반사되는 것을 방지할 수 있어, 반사광에 의한 투과창(5120)의 온도 상승 및 이로 인한 온도 불균일 문제를 억제할 수 있으며, 이로 인해 무라(Mura) 발생 및 광 쉬프트(shift) 현상을 억제할 있다.As described above, according to the present invention, by providing the
또한, 덤프(5140)에 냉각 블록을 마련하여 상기 덤프(5140)를 냉각시킴으로써, 반사광의 열에 의한 덤프(5140)의 온도 상승 및 온도 불균일 현상을 방지할 수 있고, 이에 열변형을 방지할 수 있다. 또한, 덤프(5140)가 냉각 블록(5150)에 의해 냉각됨으로써, 종래와 같이 덤프의 열에 의해 그 주변 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.In addition, by providing a cooling block in the
5000: 광 조사 모듈 5100: 광 조사 유닛
5100a, 5100b: 바디 5120: 투과창
5130: 커터 5140: 덤프
5150: 냉각 블록5000: light irradiation module 5100: light irradiation unit
5100a, 5100b: Body 5120: Transmission window
5130: Cutter 5140: Dump
5150: Cooling block
Claims (10)
상기 광의 투과가 가능한 투과창;
상기 투과창의 상측에 설치되어, 상기 기판으로부터 반사되어 상기 투과창을 투과한 반사광을 상쇄시키는 덤프;
상기 덤프의 상부에 설치되며, 내부에 냉매가 순환되고, 상기 덤프에 설치되어 상기 덤프를 냉각시키는 냉각 블록;
을 포함하고,
상기 덤프는,
상기 투과창의 상측에서, 상기 투과창의 좌우 방향에서의 상기 투과창 외측 위치까지 연장되도록 형성되어, 하부면 중 일부 영역이 상기 투과창의 상측에 대응 위치하고, 상기 하부면의 나머지 영역이 상기 투과창의 좌우 방향에서의 상기 투과창의 외측 영역의 상측에 대응 위치하여, 상기 기판으로부터 반사되어 상기 투과창을 투과한 반사광이 상기 투과창의 좌우 방향에 있어서의 상기 투과창의 외측으로 향하도록 하는 몸체;
상기 몸체의 하부면에 마련되어, 상기 투과창을 투과한 반사광을 복수번 반사시켜, 상기 반사광의 에너지를 감소시키는 복수의 요철;
내부 공간을 가지는 형상으로, 상기 복수의 요철이 마련된 상기 몸체의 하부면을 커버하도록 설치되어, 상기 몸체의 하부면 사이의 공간을 구획하며, 상기 광의 투과가 가능한 커버;
상기 몸체와 상기 커버 사이의 공간과 연통되도록 설치되어, 상기 몸체와 커버 사이의 공간으로 불활성 가스를 공급하고, 배기하여 상기 덤프의 온도 상승에 의해 발생된 흄(fume)을 제거하는 가스관;
을 포함하고,
상기 몸체는 상기 투과창의 좌우 방향에서 상기 투과창의 외측 방향으로 상향 경사지도록 설치되거나,
상기 복수의 요철이 마련되는 몸체의 하부면이 상기 투과창의 좌우 방향에서 상기 투과창의 외측 방향으로 상향 경사지도록 형성된 광 조사 장치.A light irradiation apparatus for irradiating a substrate with light and processing the substrate,
A transmission window capable of transmitting the light;
A dump disposed above the transmission window for canceling reflected light reflected from the substrate and transmitted through the transmission window;
Is installed at an upper side of the dump, and the refrigerant is circulated inside, it is provided in the dump cooling block that cools the dump;
/ RTI >
The dump,
A transmission window formed on the upper side of the transmission window and extending to a position outside the transmission window in a lateral direction of the transmission window, Wherein a part of the lower surface corresponds to the upper side of the transmission window and the remaining area of the lower side corresponds to the upper side of the outer side region of the transmission window in the left and right direction of the transmission window, A body for directing a reflected light toward the outside of the transmission window in the left and right direction of the transmission window;
A plurality of irregularities provided on a lower surface of the body to reduce the energy of the reflected light by reflecting the reflected light transmitted through the transmission window a plurality of times;
A cover provided to cover a lower surface of the body provided with the plurality of protrusions and recesses so as to define a space between the lower surfaces of the body and to transmit the light;
A gas pipe connected to the space between the body and the cover to supply inert gas to the space between the body and the cover and to remove fumes generated by the temperature rise of the dump;
/ RTI >
The body may be installed so as to be inclined upward in the lateral direction of the transmission window from the transmission window,
And the lower surface of the body on which the plurality of protrusions and protrusions are provided is inclined upward in the lateral direction of the transmission window toward the outward direction of the transmission window.
상기 몸체 또는 상기 몸체 하부면의 경사각은 예각인 광 조사 장치.The method according to claim 1,
Wherein the inclination angle of the body or the lower surface of the body is an acute angle.
상기 복수의 요철의 직경은 3㎛ 내지 4㎛인 광 조사 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of irregularities have a diameter of 3 to 4 占 퐉.
상기 덤프의 경사각은 10°내지 20°인 광 조사 장치.The method of claim 4,
Wherein the inclination angle of the dump is 10 [deg.] To 20 [deg.].
상기 몸체는 히트 싱크(Heat Sink)를 포함하는 광 조사 장치.The method according to claim 1,
Wherein the body includes a heat sink.
상기 냉각 블록은 상기 덤프의 상부에 설치된 냉각 부재 및 상기 냉각 부재 내에 설치되어 내부로 냉매가 순환되는 냉매 순환관을 포함하는 광 조사 장치.The method according to claim 1,
Wherein the cooling block includes a cooling member installed on the dump and a refrigerant circulation pipe installed in the cooling member and circulating the refrigerant to the inside.
Priority Applications (2)
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