KR101739051B1 - 기판 처리장치 - Google Patents

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김대진
엄승환
조운기
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Abstract

본 발명은 기판 처리장치에 관한 것으로서, 기판이 처리되는 내부 공간을 형성하는 챔버; 상기 챔버 내에 발생하는 파티클을 챔버 외부로 배출시키는 배기장치; 챔버 내부 공간에서 기판을 지지하는 기판 스테이지와, 기판을 이송하는 기판 이송부; 및, 상기 기판 스테이지 상에 배치된 기판에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사부를 포함하는 기판 처리장치에 있어서, 상기 배기장치는, 상기 챔버의 하부 베이스에 챔버의 길이방향을 따라 양측에 다수 개 형성되는 배기 포트; 상기 기판의 이송 방향의 측벽에 설치되어 전체 면에서 기체를 균일하게 챔버 내로 분사시키는 제1디퓨저; 및, 상기 제1디퓨저가 설치된 측벽의 반대편 측벽 위의 상판에 설치되어 기체를 수직으로 하향 분사시켜 제1디퓨저에서 발생하는 수평 기류를 하강 기류로 전환시키며 양 측면 방향으로 하강 기류를 형성하는 제2디퓨저를 포함하는 기판 처리장치에 관한 것이다.

Description

기판 처리장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판 처리 챔버 내부에서 기판 공정 중에 발생하는 파티클을 챔버 외부로 용이하게 배출할 수 있는 기판 처리장치에 관한 것이다.
최근 들어 레이저 빔의 안정성과 출력이 향상됨에 따라 반도체 물질을 가공하는 공정으로까지 그 사용 범위가 넓어지고 있다.
특히 발광다이오드와 같은 소자를 형성하기 위하여 레이저 빔을 발생시키는 레이저 가공장치를 통해, 웨이퍼 기판 위의 박막을 분리하는 공정이 주로 이루어지고, 이러한 공정을 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off:LLO)공정이라고 한다.
종래의 일반적인 레이저 가공장치는 내부에 기판을 수용하기 위한 공간을 형성하는 챔버를 포함하고, 챔버에는 이송모듈에 의해 이송되는 기판을 챔버 내로 투입시키기 위한 투입구가 마련되며, 상부에는 레이저 빔을 발생시켜 상기 기판에 조사하는 레이저 조사부가 설치된다.
상기 레이저 조사부에서 조사되는 레이저빔은 라인 형태로 기판에 조사된다. 기판은 레이저빔의 라인에 대해서 수직 방향(화살표 방향)으로 수평 이동함으로써 기판의 전면에 레이저빔의 조사가 이루어진다.
이와 같은 공정이 완료된 후 챔버 내의 파티클을 배출시키는 배기장치가 구비되어 공정 중에 발생한 파티클을 배출시킬 수 있다.
그러나, 챔버 내의 기판은 기판 스테이지 위에 안착되어 가이드레일을 이동하게 되는데, 이러한 기판 스테이지가 가이드레일을 따라 이동하면서 파티클을 발생시킬 수 있다.
이와 같이 기판 스테이지의 접촉 이동 또는 비접촉 이동에 의하여 발생될 수 있는 파티클과, 또는 그 밖에 다양한 원인으로 챔버 내에 존재하는 파티클은 기판 처리 공정 중에 오염 물질로 작용하는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제2004-0096317호(2004.11.16)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 기판 처리시 발생하는 공정 파티클을 용이하게 배출할 수 있는 기판 처리장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기판 처리장치는, 기판이 처리되는 내부 공간을 형성하는 챔버; 상기 챔버 내에 발생하는 파티클을 챔버 외부로 배출시키는 배기장치; 챔버 내부 공간에서 기판을 지지하는 기판 스테이지와, 기판을 이송하는 기판 이송부; 및, 상기 기판 스테이지 상에 배치된 기판에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사부를 포함하는 기판 처리장치에 있어서, 상기 배기장치는, 상기 챔버의 하부 베이스에 챔버의 길이방향을 따라 양측에 다수 개 형성되는 배기 포트; 상기 기판의 이송 방향의 측벽에 설치되어 전체 면에서 기체를 균일하게 챔버 내로 분사시키는 제1디퓨저; 및, 상기 제1디퓨저가 설치된 측벽의 반대편 측벽 위의 상판에 설치되어 기체를 수직으로 하향 분사시켜 제1디퓨저에서 발생하는 수평 기류를 하강 기류로 전환시키며 양 측면 방향으로 하강 기류를 형성하는 제2디퓨저를 포함한다.
본 발명에 의하면, 상기 배기 포트는 제1디퓨저로부터 멀수록 배출되는 배기량이 상대적으로 증가하도록 설정된다.
본 발명에 의하면, 상기 챔버 내의 기판 스테이지와 상기 레이저 조사부 사이의 가이드부 상에는 음파의 진동에 의해 이송되는 기판 상의 파티클을 부상시켜 흡입하기 위한 초음파 세정모듈이 설치된다.
본 발명에 의하면, 상기 배기 포트의 대응하는 상판에 설치되어 기체를 수직으로 하향 분사시키는 다수의 제3디퓨저가 설치된다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 기판 처리장치에 의하면, 레이저 리프트 오프(LLO) 공정에서 챔버 내에서 발생하는 파티클이 챔버 외부로 신속하면서도 용이하게 배출되어 파티클이 공정 설비를 오염시키는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리장치를 나타내는 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리장치의 초음파 세정모듈의 작동 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
레이저 가공장치는 레이저 빔을 이용하여 PI박막과 유리기판의 경계면을 분리시키는 장치로서, 기판(S)이 처리되는 내부 공간을 형성하는 챔버(100)와, 챔버(100) 내의 부산물인 파티클(이하, '파티클'이라 함)을 챔버(100) 외부로 배출시키는 배기장치(110)와, 챔버(100) 내부 공간에서 기판(S)을 지지하는 기판 스테이지(120) 및 기판(S)을 이송하는 기판 이송부(130)와, 상기 기판 스테이지(120) 상에 배치된 기판(S)에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사부(140)를 포함한다.
또한, 상기 기판(S)과 대향하는 챔버(100)의 상측에는 개구부(150)가 형성되고, 챔버(100)의 외측에서 상기 개구부(150)를 통해 조사되는 레이저 빔을 일부 차단하는 빔차단부(170)를 포함한다.
상기 챔버(100)는 외기의 유입을 차단하기 위해 하나의 박스 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 상기 챔버(100)는 하부 베이스(101)와 여러 개의 벽체를 조립하여 형성한 측벽(102)과, 여러 개의 벽체를 조립하여 상기 측벽(102) 위를 덮는 상판(103)으로 이루어진 기판 처리 공간을 구성하게 된다.
이러한 챔버(100)의 일측에는 연속적으로 기판(S)의 출입이 가능한 기판 출입구(104)가 형성된다.
또한, 상기 챔버(100)에는 기판 출입구(104)를 통해 이송모듈에 의해 이송된 기판(S)이 기판 스테이지(120)에 안착되며, 상기 기판 스테이지(120)와 함께 기판 이송부(130)를 따라 슬라이드 이동 가능하게 구성된다.
여기서, 상기 기판 이송부(130)는 챔버(100) 바닥면에 나란하게 놓인 LM(Linear Motor)가이드를 통해 이루어지는 것이 일반적이다.
이하에서는, 본 발명의 배기장치(110)에 대해 자세하게 설명하기로 한다.
상기 배기장치(110)는 챔버(100) 내에 존재하는 파티클(P)을 외부로 배출시키기 위한 장치로서, 상기 챔버(100)의 하부 베이스(101)에는 챔버(100)의 길이 방향을 따라 다수 개의 배기 포트(111)가 양측에 배치된다. 상기 배기 포트(111)는, 챔버(100) 내에 존재하는 파티클(P)이 배출되는 통로로서, 각 배기 포트(111)로 배출되는 배기량을 외부에서 조절 가능하게 한다.
그리고, 상기 기판(S)이 이송되는 방향의 측벽(102), 즉 상기 기판 출입구(104)가 형성된 해당 측벽(102)의 반대편 측벽(102)에는 전체면에서 기체를 균일하게 챔버(100) 내로 분사시키는 제1디퓨저(112)가 구비된다. 상기 제1디퓨저(112)로부터 발생되는 기류는 상기 기판 출입구(104)를 향해 유동하게 된다.
또한, 상기 기판 출입구(104)가 형성된 측벽(102) 위의 상판(103)에는 챔버(100)의 상부로부터 하부로 기체를 수직으로 하향 분사시키는 다수의 제2디퓨저(113)가 구비된다. 상기 제2디퓨저(113)는 챔버(100)의 길이방향에 대해 교차하는 방향, 즉 폭방향으로 일렬 배치된다.
상기 제2디퓨저(113)는 하방으로 흐르는 기류에 의해 상기 기판 출입구(104)를 통해 파티클(P)이 유입되지 않도록 하는 기능을 하며, 챔버(100) 내로 유입된 소량의 파티클(P)을 상기 배기 포트(111)로 안내하는 기능을 하게 된다.
한편, 상기 제1디퓨저(112)로부터 발생되어 기판 출입구(104)쪽으로 흐르는 기류는 상기 제2디퓨저(113)의 하강 기류에 영향을 받아 수평 기류에서 하강 기류로 전환된다.
따라서, 상기 제1디퓨저(112)로부터 발생되는 기류는 수평 기류에서 하강 기류로 전환되어지되, 양 측면방향으로 하강 기류가 형성되므로 하부 베이스(101)에 형성된 배기 포트(111)를 향해 기류가 유동하게 된다.
상기 배기 포트(111)는 챔버(100)의 하부 베이스(101)에 적어도 하나 이상 형성되어 챔버(100) 내에 존재하는 파티클(P)을 외부로 배출하는 통로이며, 본 발명의 실시 형태와 같이 형성됨으로써 챔버(100) 내부의 파티클(P)이 신속하면서 용이하게 배출될 수 있게 된다.
상기 배기 포트(111) 각각은 배출되는 배기량을 조절 가능하게 설정되어, 설정된 배기량에 따라 배기 포트(111)로 배출되는 배기량이 달라지게 된다. 본 발명에서는, 각각의 상기 배기 포트(111)가 상기 제1디퓨저(112)로부터 멀수록 배출되는 배기량이 상대적으로 증가하도록 설정되는 것이 모든 배기 포트(111)로 파티클(P)을 균일하게 배출시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 기판 스테이지(120)와 상기 레이저 조사부(140) 사이의 기판 이송부(130) 상에는 이송되는 기판(S) 위에 부착되어 있는 파티클(P)을 제거하기 위한 초음파 세정모듈(160)이 설치된다.
상기 초음파 세정모듈(160)은 진공 챔버(161)와 압력 챔버(162)를 포함하는 초음파 발생기(163)로 이루어져 상기 초음파 발생기(163)에서 발생되는 음파의 진동에 의해 진행하는 기판(S) 상의 파티클(P)이 부상하게 되고, 압력 챔버(162)의 전후 위치에 구비된 진공 챔버(161)에서 파티클(P)을 흡입하여, 기판(S) 상의 파티클(P)을 용이하게 제거할 수 있다.
한편, 상기 제1디퓨저(112)의 수직 하향 기류의 성능을 향상시키기 위하여 상기 챔버(100)의 상판(103)에는 기체를 수직으로 하향 분사시키는 다수의 제3디퓨저(114)가 설치되어 있다.
상기 제3디퓨저(114)는 상기 배기 포트(111)의 대응하는 상판(103)에 설치되어 기체를 수직으로 흐르게 하는 방식으로, 챔버(100)에 존재하는 파티클(P)을 하강 기류를 통해 배기 포트(111)로 배출되도록 함으로써, 챔버(100) 내에서 공기 중의 파티클(P)이 한정된 청정도 이하로 관리되고 유지되도록 한다.
여기서, 상기 제1 내지 제3디퓨저(112.113.114)는 챔버(100) 내에 기류를 형성하여 외부 기체를 챔버 내로 송풍하는 송풍팬 및 송풍 모터로 이루어진 일반적인 팬필터유닛(FFU)인 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따른 기판 처리장치는, 다수의 디퓨저(112,113,114)에 의해 일측면에서 타측면을 향해 하강 기류를 형성하되 양 측면 방향을 향해 하강 기류를 형성함으로써, 챔버(100) 내에 존재하는 파티클(P)을 외부로 신속하면서도 용이하게 배출할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 챔버 110 : 배기장치
111 : 배기 포트 112 : 제1디퓨저
113 : 제2디퓨저 114 : 제3디퓨저
120 : 기판 스테이지 130 : 기판 이송부
140 : 레이저 조사부 150 : 개구부
160 : 초음파 세정모듈 170 : 빔차단부

Claims (4)

  1. 기판이 처리되는 내부 공간을 형성하는 챔버; 상기 챔버 내에 발생하는 파티클을 챔버 외부로 배출시키는 배기장치; 챔버 내부 공간에서 기판을 지지하는 기판 스테이지와, 기판을 이송하는 기판 이송부; 및, 상기 기판 스테이지 상에 배치된 기판에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사부를 포함하는 기판 처리장치에 있어서,
    상기 배기장치는,
    상기 기판의 이송 방향의 측벽에 설치되어 기판 출입구를 통해 유입된 기체를 챔버 내로 균일하게 분사시키는 제1디퓨저;
    상기 제1디퓨저가 설치된 측벽의 반대편 측벽 위의 상판에 설치되어 기체를 수직으로 하향 분사시켜 제1디퓨저에서 발생하는 수평 기류를 하강 기류로 전환시킴으로써 하방으로 흐르는 기류에 의해 상기 기판 출입구를 통해 파티클이 유입되지 않도록 하는 한편, 양 측면 방향으로 하강 기류를 형성하는 제2디퓨저;
    상판에 설치되어 기체를 수직으로 하향 분사시키는 다수의 제3디퓨저; 및,
    상기 챔버의 하부 베이스에 챔버의 길이방향을 따라 양측에 다수 개 형성되며 상기 제1디퓨저로부터 멀수록 배출되는 배기량이 상대적으로 증가하도록 설정된 배기 포트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 내의 기판 스테이지와 상기 레이저 조사부 사이의 기판 이송부 상에는 음파의 진동에 의해 이송되는 기판 상의 파티클을 부상시켜 흡입하기 위한 초음파 세정모듈이 설치된 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  4. 삭제
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KR101982229B1 (ko) * 2018-11-23 2019-05-24 김형용 자력 구동식 기판 이송 장치

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