KR101666804B1 - 식각장치 - Google Patents

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Abstract

식각장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 식각장치는, 기판의 식각 공정이 진행되는 공정챔버; 공정챔버에 결합되는 뷰포트(Viewport); 공정챔버의 외측에 배치되어 뷰포트를 통해 공정챔버 내부의 기판으로 레이저를 조사하는 레이저조사유닛; 및 뷰포트에 결합되어 뷰포트의 변형을 방지하는 뷰포트변형방지유닛을 포함한다.

Description

식각장치{APPARATUS FOR ETCHING}
본 발명은, 식각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공정챔버가 휘어지는 경우에도 뷰포트를 통해 입사되는 레이저의 굴절이 방지되어 식각 공정에서의 정밀도가 향상될 수 있는 식각장치에 관한 것이다.
최근 정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평면디스플레이(Flat Display)가 각광받고 있다. 이러한 평면디스플레이로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기전계발광다이오드(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 등이 대표적이다.
여기서, 유기전계발광다이오드는, 상대적으로 빠른 응답속도, 기존의 액정표시장치보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light)없이 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 다양한 장점에 의해 차세대 디스플레이로서 주목받고 있다.
이러한 유기전계발광다이오드는 기판 위에 양극 막, 유기박막, 음극 막을 순서대로 입히고, 양극과 음극 사이에 전압을 걸어줌으로써 적당한 에너지의 차이가 유기박막에 형성되어 스스로 발광하는 원리이다.
유기전계발광다이오드, 즉 OLED는 구동방식에 따라 수동형인 PMOLED와 능동형인 AMOLED로 나눌 수 있다. 특히 AMOLED는 자발광형 디스플레이로서 기존의 디스플레이보다 응답속도가 빠르며, 색감도 자연스럽고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한 AMOLED는 유리기판이 아닌 필름(Film) 등에 적용하면 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)의 기술을 구현할 수 있게 된다.
이러한 OLED의 제조 공정은 크게, 패턴(Pattern) 형성을 위한 식각 공정, 유기박막 증착 공정, 봉지 공정, 그리고 유기박막이 증착된 기판과 봉지 공정을 거친 기판을 붙이는 합착 공정 등을 포함한다.
한편 LCD(Liquid Crystal Display)는 2장의 얇은 상하 유리기판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입하고, 상하 유리기판의 전극 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 숫자나 영상을 표시하는 일종의 광스위치 현상을 이용한 소자이다.
LCD는 현재, 전자시계를 비롯하여, 전자계산기, TV, 노트북 PC 등 전자제품에서 자동차, 항공기의 속도표시판 및 운행시스템 등에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있다.
이러한 LCD는 증착(Deposition), 사진식각(Photo lithography), 식각(Etching), 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition) 등의 공정이 반복적으로 수행되는 TFT 공정, 상하 유리기판을 합착하는 Cell 공정, 그리고 기구물을 완성하는 Module 공정을 통해 제품으로 출시된다.
한편, 전술한 OLED 및 LCD를 비롯하여 PDP를 포함하는 평면디스플레이의 제조 공정에는 식각 공정이 포함되는데, 특히 레이저를 이용하는 식각장치는 기판을 향해 레이저를 조사하여 유기물 및 무기물 등으로 이루어진 막을 식각하게 된다.
여기서 식각 공정은 진공이 형성되는 공정챔버 내부에서 이루어질 수 있는데 공정챔버 내부를 진공으로 형성하는 과정에서 압력 차이에 의해 공정챔버가 소정 범위에서 휘어지게 된다.
종래 기술의 경우 공정챔버가 휘어지게 되면 공정챔버에 결합되어 있는 뷰포트가 변형되어 뷰포트를 통해 입사되는 레이저가 굴절되어 레이저의 경로가 변경되므로 식각 공정에서의 정밀도가 감소되는 문제점이 있었다.
대한민국공개특허 공개번호:제10-2003-0075078호(공개일자:2003년09월22일)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 공정챔버가 휘어지는 경우에도 뷰포트를 통해 입사되는 레이저의 굴절이 방지될 수 있으며, 이에 의해 식각 공정에서의 정밀도를 향상시킬 수 있는 식각장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판의 식각 공정이 진행되는 공정챔버; 상기 공정챔버에 결합되는 뷰포트(Viewport); 상기 공정챔버의 외측에 배치되어 상기 뷰포트를 통해 상기 공정챔버 내부의 상기 기판으로 레이저를 조사하는 레이저조사유닛; 및 상기 뷰포트에 결합되어 상기 뷰포트의 변형을 방지하는 뷰포트변형방지유닛을 포함하는 식각장치가 제공될 수 있다.
또한 상기 뷰포트변형방지유닛은, 상기 공정챔버에 결합되며, 상기 공정챔버의 변형시 상기 뷰포트를 통해 입사되는 레이저의 굴절이 방지되도록 마련되는 완충유닛; 및 상기 완충유닛에 연결되고 상기 뷰포트가 결합되며, 상기 레이저가 투과될 수 있는 레이저투과홀이 형성되는 완충플레이트를 포함할 수 있다.
그리고 상기 완충플레이트는, 상기 공정챔버의 변형에 대한 완충을 위해 플렉시블(Flexible)한 플레이트로 마련될 수 있다.
또한 상기 완충유닛은 주름이 형성되어 있는 벨로우즈유닛을 포함할 수 있다.
그리고 상기 벨로우즈유닛은, 상기 공정챔버에 결합되는 공정챔버결합부재; 상기 공정챔버결합부재로부터 이격되며 상기 완충플레이트에 결합되는 완충플레이트결합부재; 및 상기 공정챔버결합부재와 상기 완충플레이트결합부재를 상호 연결하며 주름이 형성되는 주름형성부재를 포함할 수 있다.
또한 상기 뷰포트는, 상기 레이저가 입사되는 투시창; 및 상기 완충플레이트에 결합되고, 상기 투시창의 둘레에 결합되어 상기 투시창을 보호하는 투시창보호플레이트를 포함할 수 있다.
그리고 상기 투시창보호플레이트는, 상기 완충플레이트에 고정결합되는 하측고정플레이트; 및 상기 하측고정플레이트의 상측에 이동가능하게 결합되는 상측이동플레이트를 포함할 수 있다.
또한 상기 상측이동플레이트에 결합되어 상기 상측이동플레이트의 이동을 가이드하도록 마련되는 플레이트가이드를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 기판이 배치되어 이동하도록 마련되는 기판스테이지유닛을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 기판스테이지유닛은, 기판이 안착되는 기판안착스테이지; 및 상기 기판안착스테이지에 결합되어 상기 기판안착스테이지를 상기 레이저조사유닛측으로 이동시키는 무빙스테이지를 포함할 수 있다.
그리고 상기 무빙스테이지의 이동시 발생될 수 있는 틀어짐에 의한 기판상의 오차를 보정하기 위해, 상기 무빙스테이지의 이동방향에 교차하는 방향으로 상기 기판안착스테이지의 이동이 가능하도록 마련되는 교차방향기판오차보정유닛을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 교차방향기판오차보정유닛은, 상기 기판안착스테이지에 결합되며, 상기 무빙스테이지의 이동방향에 교차하는 방향으로의 상기 기판안착스테이지의 이동을 가이드하는 교차방향이동가이드유닛; 및 상기 기판안착스테이지에 결합되며, 상기 기판안착스테이지가 상기 교차방향이동가이드유닛을 따라 이동가능하도록 구동력을 제공하는 구동력제공유닛을 포함할 수 있다.
그리고 상기 교차방향이동가이드유닛은, 상기 무빙스테이지의 이동방향에 교차하는 방향으로 배치되는 가이드레일; 및 상기 기판안착스테이지에 결합되며, 상기 가이드레일에 안착되어 상기 가이드레일을 따라 이동가능하도록 마련되는 가이드블록을 포함할 수 있다.
또한 상기 교차방향이동가이드유닛은, 상기 기판안착스테이지와 상기 무빙스테이지의 사이에 배치되어 상기 기판안착스테이지와 상기 무빙스테이지에 각각 결합될 수 있다.
그리고 상기 교차방향기판오차보정유닛에 연결되며, 상기 무빙스테이지의 이동시 틀어짐에 의해 기판상의 오차가 발생되는 경우 상기 기판상의 오차를 보정하기 위해 교차방향기판오차보정유닛의 이동을 제어하도록 마련되는 제어유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 공정챔버가 소정 범위에서 휘어지는 경우에도 뷰포트변형방지유닛이 뷰포트의 변형을 방지하여 뷰포트를 통해 입사되는 레이저의 굴절이 방지될 수 있으며, 이에 의해 기판으로 입사되는 레이저의 일정성이 보장되어 식각 공정에서의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치의 정면에서의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치의 상측에서의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치에서 뷰포트변형방지유닛를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 식각장치에서 투시창보호플레이트가 폐쇄된 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 식각장치에서 투시창보호플레이트가 개방된 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 식각장치의 정면에서의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 식각장치의 상측에서의 개략적인 단면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 '일측'과 '타측'의 용어는 특정된 측면을 의미할 수도 있고, 또는, 특정된 측면을 의미하는 것이 아니라 복수의 측면 중 임의의 측면을 일측이라 지칭하면, 이에 대응되는 다른 측면을 타측이라 지칭하는 것으로 이해되어질 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 '결합'되거나 직접 '연결'되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함될 수 있다.
그리고, 기판은 각종 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD), 즉, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 또는 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판. LED(Light Emitting Diodes) 기판, TSP(Touch Screen Panel) 기판, PCB(Printed Circuit Board) 기판 및 각종 반도체에 사용되는 기판을 포함할 수 있으며, 여기서 기판은 글래스(Glass)로 마련될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치의 정면에서의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치의 상측에서의 개략적인 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치에서 뷰포트변형방지유닛를 도시한 도면이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치(100)는, 기판(900)의 식각 공정이 진행되는 공정챔버(200)와, 공정챔버(200)에 결합되는 뷰포트(Viewport, 300)와, 공정챔버(200)의 외측에 배치되어 뷰포트(300)를 통해 공정챔버(200) 내부의 기판(900)으로 레이저를 조사하는 레이저조사유닛(400)과, 뷰포트(300)에 결합되어 뷰포트(300)의 변형을 방지하는 뷰포트변형방지유닛(500)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 공정챔버(200)는 기판(900)의 식각 공정이 진행되도록 마련되는데, 식각 공정은 기판(900) 상의 필요한 부분만을 남겨놓고 나머지 물질을 제거하는 공정이다.
특히 레이저를 이용하는 식각 공정의 경우 공정챔버(200) 내부에 배치되는 기판(900)을 향해 레이저를 조사하게 되며, 이러한 레이저가 기판(900)에 존재하는 유기물 및 무기물의 막을 제거하도록 마련된다.
여기서 식각 공정이 진행되는 동안 공정챔버(200) 내부는 기판(900)에 대한 식각 공정이 신뢰성 있게 진행될 수 있도록 진공상태를 유지하는 것이 유리한데, 이를 위해 공정챔버(200)는 공정챔버(200)를 진공상태로 형성할 수 있는 진공 펌프(미도시)에 연결될 수 있다. 여기서, 진공 펌프(미도시)는 소위, 터보 펌프일 수 있다.
도 1을 참조하면, 공정챔버(200)에는 뷰포트(300)가 결합될 수 있다. 이는 공정챔버(200)의 외측에 배치되는 레이저조사유닛(400)으로부터 조사되는 레이저가 뷰포트(300)를 통해 공정챔버(200)의 내측에 배치되어 있는 기판(900)으로 향하도록 하기 위함이다.
여기서 도 1에서와 같이, 뷰포트(300)는 후술하는 완충플레이트(520, 도 3 참조)를 통해 공정챔버(200)에 결합되는데, 이러한 완충플레이트(520)에 의해 뷰포트(300)의 변형이 방지될 수 있다.
그리고 뷰포트(300)의 하부에는 레이저조사유닛(400)이 배치될 수 있다. 즉 레이저조사유닛(400)으로부터 조사되는 레이저가 기판(900)의 하측을 향해 진행하도록 마련될 수 있다.
도 3을 참조하면, 뷰포트(300)는 투시창(310)과 투시창보호플레이트(320)를 포함할 수 있다.
여기서 투시창(310)은 레이저가 입사되도록 투명하게 마련될 수 있으며, 일반 유리보다 투과율이 높고 강도가 상대적으로 강한 석영유리(Quartz)가 사용될 수 있다.
그리고 투시창보호플레이트(320)는 완충플레이트(520)에 결합되고, 투시창(310)의 둘레에 결합되어 투시창(310)을 보호하도록 마련될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(900)이 공정챔버(200)의 우측에서 내부로 인입된 후 기판스테이지유닛(600)에 안착되며, 기판스테이지유닛(600)이 공정챔버(200)의 우측으로부터 좌측으로 이동하게 된다(도 1의 화살표 F 방향 참조).
여기서 레이저조사유닛(400)이 공정챔버(200)의 외측에서 공정챔버(200)의 하부에 배치되어 있으므로 레이저조사유닛(400)으로부터 조사되는 레이저는 뷰포트(300)를 통해 공정챔버(200) 내부의 기판(900)으로 진행하게 된다.
즉 레이저가 뷰포트(300)를 통해 공정챔버(200)의 하측으로부터 상방향으로 조사되며 이렇게 조사되는 레이저의 상측으로 기판스테이지유닛(600)이 이동하면서 식각 공정이 이루어지게 된다.
여기서 도 2를 참조하면, 기판스테이지유닛(600)에는 레이저진행홀(630)이 형성될 수 있는데, 레이저조사유닛(400)으로부터 조사된 레이저는 레이저진행홀(630)을 통과하여 기판(900)의 하측으로 진행될 수 있게 된다.
상기와 같은 공정을 통해 공정챔버(200) 내부에서 기판(900)의 식각이 진행되는데, 전술한 바와 같이 식각 공정이 신뢰성 있게 진행되기 위해서는 진공상태를 유지하는 것이 유리하므로, 식각 공정을 위해 공정챔버(200) 내부를 진공으로 형성하게 된다.
하지만 진공 펌프(미도시)에 의해 공정챔버(200) 내부를 진공상태로 형성하는 경우 공정챔버(200)의 내측과 외측에 압력 차이가 발생될 수 있으며, 이러한 압력 차이로 인해 공정챔버(200) 내부를 진공상태로 형성하는 과정에서 공정챔버(200)가 소정 범위만큼 휘어질 수 있다.
이와 같이 공정챔버(200)가 소정 범위에서 휘어지게 되면 종래 기술의 경우 뷰포트(300) 역시 변형이 발생되는데, 이 경우 레이저가 뷰포트(300)를 통과하면서 굴절 등에 의해 최초 설정된 경로를 이탈하여 진행하게 되므로, 식각 공정에서의 정밀도가 감소하게 된다.
하지만, 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치(100)는, 뷰포트(300)에 결합되는 뷰포트변형방지유닛(500)에 의해 뷰포트(300)의 변형이 방지되므로, 식각 공정에서의 정밀도가 상대적으로 향상되는 효과 있는 바, 이하 이에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 도 1의 A 부분을 확대한 것으로 도 3을 참조하면, 뷰포트변형방지유닛(500)은 완충유닛(510)과, 완충플레이트(520)를 포함할 수 있다.
완충유닛(510)은 공정챔버(200)에 결합되며, 공정챔버(200)의 변형시 뷰포트(300)를 통해 입사되는 레이저의 굴절이 방지되도록 마련될 수 있다.
즉 전술한 바와 같이 공정챔버(200) 내부를 진공상태로 형성하는 과정에서 공정챔버(200)가 소정 범위만큼 휘어져 뷰포트(300) 역시 변형이 발생될 수 있는데, 이 경우 뷰포트(300)를 구성하는 투시창(310)이 휘어지게 되면 레이저의 입사각도가 변하게 되어 레이저에 굴절이 발생될 수 있다.
예를 들어, 최초 평편한 투시창(310)에 대해 레이저가 수직으로 입사하도록 설정된 경우 투시창(310)이 휘어지게 되면 투시창(310)으로 입사하는 레이저의 입사각도가 달라지게 되므로, 레이저가 굴절되어 기판(900)의 식각 정밀도를 떨어뜨리게 된다.
여기서 완충유닛(510)은 공정챔버(200)에 변형이 발생되더라도 뷰포트(300)를 원래 상태로 회복시켜서 뷰포트(300)의 투시창(310)으로 입사되는 레이저의 입사각도를 유지시켜 굴절이 발생되는 것을 방지하게 되며, 이에 의해 기판(900)의 식각 정밀도가 종래 기술과 비교시 향상되는 효과가 있다.
도 3을 참조하면, 완충유닛(510)은 주름이 형성되어 있는 벨로우즈유닛(510)을 포함할 수 있다. 즉 벨로우즈유닛(510)의 탄성회복력에 의해 공정챔버(200)에 변형이 발생되더라도 뷰포트(300)가 원래 상태로 돌아갈 수 있게 된다.
여기서 벨로우즈유닛(510)은 공정챔버결합부재(511)와, 완충플레이트결합부재(512)와, 주름형성부재(513)를 포함할 수 있다.
공정챔버결합부재(511)는 공정챔버(200)에 결합되는 부재로서 다양한 금속재질 내지 합성수지재질로 마련될 수 있고 플레이트형상을 가질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 완충플레이트결합부재(512)는 공정챔버결합부재(511)로부터 이격되며 완충플레이트(520)에 결합되도록 마련될 수 있다. 즉 후술하는 바와 같이 뷰포트(300)는 완충플레이트(520)에 결합될 수 있는데, 여기서 완충플레이트결합부재(512)가 주름형성부재(513)에 연결되어 공정챔버(200)의 변형에 대해 원상회복되면 플렉시블(Flexible)하게 마련될 수 있는 완충플레이트(520)도 원상회복되면서 뷰포트(300)의 변형을 방지할 수 있게 된다.
그리고 주름형성부재(513)는 공정챔버결합부재(511)와 완충플레이트결합부재(512)를 상호 연결하며 주름이 형성되도록 마련될 수 있다. 즉 주름형성부재(513)에 형성되어 있는 주름에 의해 벨로우즈유닛(510)의 탄성회복이 가능해진다.
도 3을 참조하면, 완충플레이트(520)는 완충유닛(510)에 연결되고 뷰포트(300)가 결합되며, 레이저가 투과될 수 있는 레이저투과홀(521)이 형성될 수 있다.
즉 완충플레이트(520)에 형성되어 있는 레이저투과홀(521)의 상측에 뷰포트(300)의 투시창(310)이 결합되고 레이저투과홀(521)의 하측에 레이저조사유닛(400)이 배치되면, 레이저조사유닛(400)으로부터 조사되는 레이저가 완충플레이트(520)의 레이저투과홀(521)과 투시창(310)을 통과하여 기판(900)측으로 진행하게 된다.
여기서 완충플레이트(520)는 완충유닛(510)의 완충플레이트결합부재(512)에 결합되는데, 전술한 바와 같이 공정챔버(200)에 변형이 발생되는 경우 주름형성부재(513)의 탄성회복력에 의해 주름형성부재(513)에 연결되어 있는 완충플레이트결합부재(512)도 원상회복을 하게 되며, 완충플레이트결합부재(512)에 결합되어 있는 완충플레이트(520)도 변형 전의 원래의 형상으로 회복될 수 있게 된다.
이를 위해, 완충플레이트(520)는 공정챔버(200)의 변형에 대한 완충을 위해 플렉시블(Flexible)한 플레이트로 마련될 수 있다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치(100)에서 공정챔버(200)가 소정 범위에서 휘어지는 경우에도 뷰포트(300)를 통해 입사되는 레이저의 굴절이 방지될 수 있으며, 이에 의해 기판(900)으로 입사되는 레이저의 일정성이 보장되어 식각 공정에서의 정밀도를 향상시키게 되는 작용 및 효과에 대해 설명한다.
도 1을 참조하면, 기판(900)은 진공으로 형성되는 공정챔버(200) 내부에서 식각 공정이 이루어질 수 있다.
여기서 공정챔버(200)를 진공으로 형성하는 과정에서 압력차이로 인해 공정챔버(200)가 휘어질 수 있는데, 이 경우 공정챔버(200)에 결합되어 있는 뷰포트(300)가 변형되면서 뷰포트(300)를 통해 입사되는 레이저가 굴절되어 기판(900) 식각의 정밀도가 감소할 수 있게 된다.
이러한 식각 정밀도의 감소 방지를 위해, 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치(100)는 공정챔버(200)에 결합되는 뷰포트변형방지유닛(500)을 구비하는데, 뷰포트변형방지유닛(500)은 벨로우즈유닛(510)을 포함하는 완충유닛(510)과, 완충유닛(510)에 연결되고 플렉시블하게 마련될 수 있는 완충플레이트(520)를 포함할 수 있다.
즉 공정챔버(200)가 휘어지는 경우 완충유닛(510)의 탄성회복력에 의해 플렉시블하게 마련되는 완충플레이트(520)는 원상으로 회복되며, 완충플레이트(520)에 결합되어 있는 뷰포트(300) 역시 원상으로 회복될 수 있게 된다.
그리고 뷰포트(300)가 변형으로부터 원상으로 회복되면 뷰포트(300)의 투시창(310)을 통과하는 레이저의 굴절이 방지되어 레이저의 진행경로가 유지될 수 있으며, 이에 의해 기판(900)으로 입사되는 레이저의 일정성이 보장되어 식각 공정에서의 정밀도가 향상되는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 식각장치에서 투시창보호플레이트가 폐쇄된 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 식각장치에서 투시창보호플레이트가 개방된 모습을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 식각장치(100)에서 다양한 입자 등으로부터 뷰포트(300)의 투시창(310)을 보호하여 레이저의 광투과율 감소를 방지할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
본 발명의 제2실시예는 뷰포트(300)의 투시창(310)이 개폐가능하도록 마련된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.
공정챔버(200) 내부에서 기판(900)의 식각 공정이 진행되는 경우, 레이저조사유닛(400)으로부터 조사되는 레이저가 기판(900)상의 막을 식각하게 되는데, 여기서 기판(900)으로부터 식각된 입자들이 공정챔버(200) 내부에서 분산될 수 있다.
이렇게 공정챔버(200) 내부에서 분산된 입자들은 뷰포트(300)의 투시창(310) 상측에 안착될 수 있는데, 이 경우, 투시창(310)을 통과하는 레이저가 투시창(310)에 안착되어 있는 입자에 부딪혀 경로가 변경될 수 있으며, 이에 의해 식각 공정의 정밀도가 저해되는 문제점이 발생될 수 있다.
이를 위해 본 발명의 제2실시예는 뷰포트(300)의 투시창보호플레이트(320)가 이동가능하도록 마련되어 투시창(310)을 개폐하도록 마련된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 투시창보호플레이트(320)는 하측고정플레이트(321)와 상측이동플레이트(322)를 포함할 수 있다.
여기서 하측고정플레이트(321)는 완충플레이트(520)에 고정결합되며 투시창(310)을 감싸도록 마련되어 투시창(310)을 보호하게 된다.
그리고 상측이동플레이트(322)는 하측고정플레이트(321)의 상측에 이동가능하게 결합되며, 상측이동플레이트(322)이 이동에 따라 투시창(310)을 개폐할 수 있게 된다
즉 도 4를 참조하면, 식각 공정이 완료된 경우 등 식각 공정이 진행되지 않을 때 상측이동플레이트(322)가 하측고정플레이트(321)를 따라 이동하여 투시창(310)을 폐쇄하게 되며, 이에 의해 식각 공정에서 발생되는 분산 입자들이 투시창(310)에 안착되는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고 도 5를 참조하면, 식각 공정이 진행되는 경우에는 상측이동플레이트(322)가 하측고정플레이트(321)를 따라 이동하여 투시창(310)을 개방하게 되며, 이에 의해 레이저조사유닛(400)으로부터 조사되는 레이저가 투시창(310)을 통해 기판(900)으로 진행될 수 있게 된다.
한편 도 4 및 도 5를 참조하면, 플레이트가이드(323)는 상측이동플레이트(322)에 결합되어 상측이동플레이트(322)의 이동을 가이드하도록 마련될 수 있다.
여기서 플레이트가이드(323)는 다양한 방식이 가능하지만 특히 LM 가이드(Linear Motion Guide)로 마련될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 식각장치의 정면에서의 개략적인 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 식각장치의 상측에서의 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 식각장치(100)에서 무빙스테이지(620)의 이동방향에 교차하는 방향으로 기판안착스테이지(610)를 이동하여 무빙스테이지(620)의 이동시 발생될 수 있는 틀어짐에 의한 기판(900)상의 오차를 보정할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 식각장치(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
본 발명의 제3실시예는 무빙스테이지(620)의 이동방향에 교차하는 방향으로 이동가능하도록 마련되어 틀어짐에 의한 기판(900)상의 오차를 보정할 수 있다는 점에서 제1실시예 및 제2실시예와 차이가 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 기판스테이지유닛(600)은 기판(900)이 배치되어 이동하도록 마련될 수 있는데, 기판스테이지유닛(600)은 기판안착스테이지(610)와 무빙스테이지(620)를 포함할 수 있다.
기판안착스테이지(610)는 상측 내지 하측에 기판(900)이 안착되도록 마련될 수 있는데, 여기서는 설명의 편의를 위해 도 6에서와 같이 기판안착스테이지(610)의 상측에 기판(900)이 안착되는 경우에 대해 설명한다.
기판안착스테이지(610)에는 기판(900)으로 레이저가 진행될 수 있도록 레이저진행홀(630, 도 7 참조)이 형성될 수 있다. 즉 기판안착스테이지(610) 상측에 기판(900)이 안착되면 기판안착스테이지(610) 하측에 배치되는 레이저조사유닛(400)으로부터 조사되는 레이저가 레이저진행홀(630)을 통과하여 기판(900)에 도달하게 된다.
도 6을 참조하면, 무빙스테이지(620)는 기판안착스테이지(610)에 결합되어 기판안착스테이지(610)를 레이저조사유닛(400)측으로 이동시키도록 마련된다.
즉 도 6을 참조하면, 공정챔버(200)의 우측으로부터 공정챔버(200) 내부로 인입되는 기판(900)이 기판안착스테이지(610)의 상측에 안착되면, 기판안착스테이지(610)의 하측에 결합되어 있는 무빙스테이지(620)가 레일(R)을 따라 공정챔버(200)의 우측으로부터 좌측으로 이동(도 6의 화살표 G 방향 참조)하면서 레이저조사유닛(400)이 배치되어 있는 위치를 지나게 되는데, 이때 레이저조사유닛(400)으로부터 조사되는 레이저가 기판안착스테이지(610)에 안착되어 있는 기판(900)을 식각하게 된다.
이 경우 레이저가 무빙스테이지(620)를 통과하여 기판(900)에 도달할 수 있도록, 무빙스테이지(620)에는 기판안착스테이지(610)의 레이저진행홀(630)에 대응되는 위치에 역시 레이저진행홀(630)이 형성될 수 있다.
즉 도 7을 참조하면, 무빙스테이지(620)는 도 7의 X 방향으로 이동하면서 레이저에 의해 기판(900)을 식각하게 된다. 그런데 무빙스테이지(620)가 도 7의 X 방향으로 이동하게 되면 도 7의 Y 방향으로 미세한 틀어짐이 발생될 수 있으며, 이러한 Y 방향으로의 틀어짐에 의해 기판(900)의 식각의 정밀도가 감소될 수 있는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 제3실시예에 따른 식각장치(100)는 교차방향기판오차보정유닛(700)을 포함하여 무빙스테이지(620)의 이동시 발생될 수 있는 틀어짐에 의한 기판(900)상의 오차를 보정할 수 있게 된다.
이를 위해, 교차방향기판오차보정유닛(700)은 무빙스테이지(620)의 이동방향(도 7의 X 방향)에 교차하는 방향(도 7의 Y 방향)으로 기판안착스테이지(610)의 이동이 가능하도록 마련될 수 있다.
도 7을 참조하면, 교차방향기판오차보정유닛(700)은 교차방향이동가이드유닛(710)과, 구동력제공유닛(720)을 포함할 수 있다.
교차방향이동가이드유닛(710)은 기판안착스테이지(610)에 결합되며, 무빙스테이지(620)의 이동방향에 교차하는 방향으로의 기판안착스테이지(610)의 이동을 가이드하도록 마련된다.
여기서 도 6을 참조하면, 교차방향이동가이드유닛(710)은 가이드레일(711)과, 가이드블록(712)을 포함할 수 있다.
가이드레일(711)은 무빙스테이지(620)의 이동방향에 교차하는 방향으로 배치되도록 마련되며, 가이드블록(712)은 기판안착스테이지(610)에 결합되고 가이드레일(711)에 안착되어 가이드레일(711)을 따라 이동가능하도록 마련된다.
여기서 교차방향이동가이드유닛(710)은 기판안착스테이지(610)와 무빙스테이지(620)의 사이에 배치되어 기판안착스테이지(610)와 무빙스테이지(620)에 각각 결합될 수 있다.
즉 무빙스테이지(620)의 상측에 가이드레일(711)이 고정결합되고, 기판안착스테이지(610)의 하측에 가이드블록(712)이 고정결합되며, 가이드블록(712)이 가이드레일(711)에 안착되어 이동하게 된다.
이에 의하면, 무빙스테이지(620)가 도 7의 X 방향으로 이동시 도 7의 Y 방향으로 미세한 틀어짐이 발생하더라도 기판안착스테이지(610)가 가이드블록(712)에 결합되어 가이드레일(711)을 따라 도 7의 Y 방향으로 이동하게 되므로, 기판안착스테이지(610)는 미세한 틀어짐에 대한 오차를 보정할 수 있게 되며, 이에 의해 기판안착스테이지(610)에 안착되어 있는 기판(900) 역시 틀어짐에 의한 오차가 보정될 수 있게 된다.
즉 무빙스테이지(620)의 X 방향으로 이동시 Y 방향으로 틀어짐이 발생하는 경우 틀어짐이 발생한 거리만큼 Y 방향으로 이동하여 보정하게 되며, 이에 의해 정확한 식각이 이루어지게 된다.
도 7을 참조하면, 구동력제공유닛(720)은 기판안착스테이지(610)에 결합되며, 기판안착스테이지(610)가 교차방향이동가이드유닛(710)을 따라 이동가능하도록 구동력을 제공하게 된다.
여기서 구동력제공유닛(720)은 각종의 전기계통모터, 유압계통모터 또는 유압실린더 등을 사용할 수 있다.
한편 도 7을 참조하면, 제어유닛(800)은 교차방향기판오차보정유닛(700)의 구동력제공유닛(720)에 연결되어 구동력제공유닛(720)을 제어한다.
즉 무빙스테이지(620)의 이동시 틀어짐에 의해 식각 공정에서 기판(900)상에 오차가 발생하는 경우 제어유닛(800)은 틀어짐에 의한 기판(900)의 오차를 파악하게 되며, 이러한 오차에 기초하여 오차 보정 범위를 산술적으로 계산하고 판단한다.
예를 들어, 하나의 기판(900)에 대해 틀어짐에 의한 오차가 발생한 경우 제어유닛(800)은 이에 대한 오차 보정 범위를 계산하며, 다음으로 식각 공정이 진행되는 기판(900)에 대해 이를 적용하게 된다.
그리고 이렇게 계산된 오차 보정 범위에 기초하여 구동력제공유닛(720)을 제어하여 기판안착스테이지(610)에 제공되는 구동력에 제어하며, 이에 의해 기판안착스테이지(610)의 이동범위를 컨트롤하여 틀어짐에 의한 기판(900)상의 오차를 보정하게 된다.
즉 제어유닛(800)에 의해, 작업자가 수동으로 오차 보정을 하지 않아도 무빙스테이지(620)의 이동시 발생될 수 있는 틀어짐에 의한 기판(900)상의 오차를 자동으로 보정할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 식각장치 200 : 공정챔버
300 : 뷰포트 310 : 투시창
320 : 투시창보호플레이트 321 : 하측고정플레이트
322 : 상측이동플레이트 323 : 플레이트가이드
400 : 레이저조사유닛 500 : 뷰포트변형방지유닛
510 : 완충유닛 510 : 벨로우즈유닛
511 : 공정챔버결합부재 512 : 완충플레이트결합부재
513 : 주름형성부재 520 : 완충플레이트
521 : 레이저투과홀 600 : 기판스테이지유닛
610 : 기판안착스테이지 620 : 무빙스테이지
630 : 레이저진행홀 700 : 교차방향기판오차보정유닛
710 : 교차방향이동가이드유닛 711 : 가이드레일
712 : 가이드블록 720 : 구동력제공유닛
800 : 제어유닛 900 : 기판

Claims (15)

  1. 기판의 식각 공정이 진행되는 공정챔버;
    상기 공정챔버에 결합되는 뷰포트(Viewport);
    상기 공정챔버의 외측에 배치되어 상기 뷰포트를 통해 상기 공정챔버 내부의 상기 기판으로 레이저를 조사하는 레이저조사유닛; 및
    상기 뷰포트에 결합되어 상기 뷰포트의 변형을 방지하는 뷰포트변형방지유닛을 포함하며,
    상기 뷰포트변형방지유닛은,
    상기 공정챔버에 결합되며, 상기 공정챔버의 변형시 상기 뷰포트를 통해 입사되는 레이저의 굴절이 방지되도록 마련되는 완충유닛; 및
    상기 완충유닛에 연결되고 상기 뷰포트가 결합되며, 상기 레이저가 투과될 수 있는 레이저투과홀이 형성되는 완충플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 완충플레이트는, 상기 공정챔버의 변형에 대한 완충을 위해 플렉시블(Flexible)한 플레이트로 마련되는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 완충유닛은 주름이 형성되어 있는 벨로우즈유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 벨로우즈유닛은,
    상기 공정챔버에 결합되는 공정챔버결합부재;
    상기 공정챔버결합부재로부터 이격되며 상기 완충플레이트에 결합되는 완충플레이트결합부재; 및
    상기 공정챔버결합부재와 상기 완충플레이트결합부재를 상호 연결하며 주름이 형성되는 주름형성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 뷰포트는,
    상기 레이저가 입사되는 투시창; 및
    상기 완충플레이트에 결합되고, 상기 투시창의 둘레에 결합되어 상기 투시창을 보호하는 투시창보호플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 투시창보호플레이트는,
    상기 완충플레이트에 고정결합되는 하측고정플레이트; 및
    상기 하측고정플레이트의 상측에 이동가능하게 결합되는 상측이동플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상측이동플레이트에 결합되어 상기 상측이동플레이트의 이동을 가이드하도록 마련되는 플레이트가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 배치되어 이동하도록 마련되는 기판스테이지유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판스테이지유닛은,
    기판이 안착되는 기판안착스테이지; 및
    상기 기판안착스테이지에 결합되어 상기 기판안착스테이지를 상기 레이저조사유닛측으로 이동시키는 무빙스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무빙스테이지의 이동시 발생될 수 있는 틀어짐에 의한 기판상의 오차를 보정하기 위해, 상기 무빙스테이지의 이동방향에 교차하는 방향으로 상기 기판안착스테이지의 이동이 가능하도록 마련되는 교차방향기판오차보정유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 교차방향기판오차보정유닛은,
    상기 기판안착스테이지에 결합되며, 상기 무빙스테이지의 이동방향에 교차하는 방향으로의 상기 기판안착스테이지의 이동을 가이드하는 교차방향이동가이드유닛; 및
    상기 기판안착스테이지에 결합되며, 상기 기판안착스테이지가 상기 교차방향이동가이드유닛을 따라 이동가능하도록 구동력을 제공하는 구동력제공유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 교차방향이동가이드유닛은,
    상기 무빙스테이지의 이동방향에 교차하는 방향으로 배치되는 가이드레일; 및
    상기 기판안착스테이지에 결합되며, 상기 가이드레일에 안착되어 상기 가이드레일을 따라 이동가능하도록 마련되는 가이드블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 교차방향이동가이드유닛은, 상기 기판안착스테이지와 상기 무빙스테이지의 사이에 배치되어 상기 기판안착스테이지와 상기 무빙스테이지에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 교차방향기판오차보정유닛에 연결되며, 상기 무빙스테이지의 이동시 틀어짐에 의해 기판상의 오차가 발생되는 경우 상기 기판상의 오차를 보정하기 위해 교차방향기판오차보정유닛의 이동을 제어하도록 마련되는 제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.

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