KR101978451B1 - 레이저 처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상측을 향하는 방향으로 레이저 빔을 발진 가능한 레이저 발진부, 레이저 발진부의 상측에 배치되고, 레이저 빔의 진행 경로에 교차하며, 다공질로 형성된 기판 흡착면을 이용하여, 기판의 상면을 흡착하는 반전기를 포함하는 레이저 처리 장치로서, 기판 흡착면의 기공을 이용하여, 기판 흡착면에 기판을 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착시키고, 기판의 하면에 레이저 빔을 조사하여 처리할 수 있는 레이저 처리 장치 및 방법이 제시된다.

Description

레이저 처리 장치 및 방법{LASER PROCESSING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 레이저 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판의 상면 전체 영역을 균일하게 흡착하여 지지하면서 기판의 하면을 레이저로 처리할 수 있는 레이저 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

플렉서블 디스플레이는 언브레이커블 디스플레이라고도 하는데, 얇고 가벼울 뿐만 아니라 충격에 강하고 휘거나 굽힐 수 있어 다양한 형태로 제작할 수 있는 차세대 디스플레이다. 플렉서블 디스플레이를 제조하는 중에는 기판의 취급에 유의해야 한다. 이를테면 플렉서블 디스플레이를 제조하기 위한 각 단위 공정을 수행하면서 기판의 평면 상태를 잘 유지해야 한다.

플렉서블 디스플레이를 제조하는 공정이 진행 중이거나 준비 중인 기판이 평면 상태를 유지하지 못하고 기판의 일부가 말리거나 쳐지게 되면 정상적인 공정을 수행할 수 없고, 특히 레이저를 이용한 기판의 리페어 공정 중에 기판이 평면 상태를 상실하면 기판의 손상을 야기할 수 있다.

더구나, 일반적인 디스플레이의 제조 공정과 마찬가지로, 플렉서블 디스플레이 또한 제조 중에 기판의 결함을 검사하고 리페어하는 공정을 수행해야 한다. 이때, 기판의 결함 검사와 리페어를 위하여 기판의 처리면을 상면에서 하면으로 또는 하면에서 상면으로 반전시키는 것이 필수적이나, 기판이 플렉서블하기 때문에 기판의 얼리인과 평면 상태를 유지하며 기판을 반전시키기 어렵고, 따라서, 기판의 상면과 하면을 연속하여 검사하고 리페어하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.

KR 10-2014-0100853 A KR 10-2017-0050388 A

본 발명은 기판의 상면의 전체 영역을 균일하게 흡착하여 지지하면서 기판의 하면을 레이저로 처리할 수 있는 레이저 처리 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 레이저 처리 장치는, 상측을 향하는 방향으로 레이저 빔을 발진 가능한 레이저 발진부; 및 상기 레이저 발진부의 상측에 배치되고, 상기 레이저 빔의 진행 경로에 교차하며, 기판의 상면을 흡착 가능한 반전기;를 포함하고, 상기 반전기의 기판 흡착면은 다공질로 형성된다.

상기 기판 흡착면의 기공에 의해 상기 기판 흡착면에 상기 기판이 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착될 수 있다.

상기 레이저 발진부와 상기 반전기 사이에 배치되고, 기판이 안착되는 스테이지;를 포함하고, 상기 반전기와 상기 스테이지는 수평 방향 및 상하 방향으로 상대 이동을 할 수 있다.

상기 스테이지는 상기 레이저 빔의 진행 경로를 가로질러 이동 또는 회전 가능하게 배치되거나, 상기 반전기의 외측으로 이격될 수 있다.

상기 반전기는 상기 레이저 발진부를 마주보는 흡착부 및 상기 흡착부에 연결되는 진공 펌프를 포함하고, 상기 흡착부의 하면에 상기 기판 흡착면이 위치할 수 있다.

상기 흡착부는, 하면에 오목부가 형성되는 하우징; 상기 오목부에 형성되는 복수개의 진공홀; 상기 복수개의 진공홀과 상기 진공 펌프를 연결하는 진공 포트; 및 상기 오목부에 삽입되고, 상기 기판 흡착면을 형성하는 포러스 척;를 포함할 수 있다.

상기 포러스 척은 일체형이거나 분할형일 수 있다.

상기 기판 흡착면은 기공의 크기가 2 내지 100㎛의 범위로 형성될 수 있다.

상기 기판 흡착면은 전기 전도성 재질을 포함할 수 있다.

상기 레이저 빔의 진행 경로에서 이격되고, 상하 방향으로 연장되는 회전축;을 포함하고, 상기 스테이지는 상기 회전축에 지지되고, 상기 회전축을 중심으로 수평 회전할 수 있다.

하측을 향하여 레이저 빔을 발진 가능한 타 레이저 발진부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 레이저 처리 방법은, 기판을 스테이지에 마련하는 과정; 상기 기판을 들어올리는 과정; 상기 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정;을 포함하고, 상기 기판을 들어올릴 때, 다공질로 형성된 기판 흡착면을 가진 반전기를 이용하여 상기 기판의 일면을 흡착하고, 상기 반전기를 들어올린다.

상기 기판의 일면을 흡착할 때, 상기 기판 흡착면의 기공을 이용하여, 상기 기판 흡착면에 상기 기판을 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착시킬 수 있다.

상기 기판의 일면에 레이저 빔을 조사하는 과정;을 더 포함하고, 상기 일면에 레이저 빔을 조사하는 과정은, 상기 기판을 스테이지에 마련하는 과정과 기판을 들어올리는 과정 사이에 수행하거나, 상기 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정 이후에 상기 기판을 상기 스테이지에 복귀시킨 후 수행할 수 있다.

상기 기판을 들어올리는 과정 이전에, 상기 스테이지 또는 상기 반전기를 수평 이동 또는 수평 회전시켜 상기 스테이지상에 상기 반전기를 위치시키는 과정; 상기 반전기를 하강시켜, 상기 기판의 일면에 접촉시키는 과정;을 포함하고, 상기 기판을 들어올리는 과정과 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정 사이에, 상기 스테이지 또는 상기 반전기를 수평 이동 또는 수평 회전시켜 상기 반전기의 외측으로 상기 스테이지를 이격시키는 과정;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 기판의 상면의 전체 영역을 안정적으로 흡착하여 지지하면서 기판을 들어올린 후, 기판의 하면에 레이저 빔을 조사하여 결함을 처리할 수 있다.

예컨대 플렉서블 디스플레이 제조공정의 레이저 리페어 공정에 적용되면, 스테이지상에서 기판의 상면의 처리를 완료한 후, 반전기의 포러스 척을 이용하여 기판을 상면의 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착하고, 기판을 들어올린 후, 기판의 하면에 레이저 빔을 조사하여 처리하고, 기판의 하면의 처리가 완료된 후, 기판을 스테이지에 복귀시킬 수 있다. 이때, 반전기가 기판의 상면을 흡착하기 시작한 시점부터 기판을 스테이지에 복귀시키는 시점까지, 기판의 상면의 전체 영역이 포러스 척의 기공에 의해 균일하게 흡착되어 지지될 수 있다.

여기서, 포러스 척의 기공은 크기가 수 내지 수십 ㎛로서 종래의 진공 홀 보다 내경이 상당히 작다. 또한, 포러스 척의 기공은 진공 홀 보다 단위면적당 개수가 월등히 많다. 즉, 기공에 의한 각 흡착 영역들과 진공 홀에 의한 각 흡착 영역들을 비교하면 기공에 의한 흡착 영역들의 단위면적당 밀도가 상당히 높다. 이를테면, 종래의 진공 홀은 기판상에 상대적으로 넓은간격으로 이격된 몇몇 지점을 국부적으로 각각 흡착하는 것에 반하여, 실시 예의 포러스 척의 기공은 매우 좁은 간격으로 촘촘하게 위치하는 무수히 많은 지점들을 모두 흡착하여, 기판을 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착할 수 있다.

따라서, 공정 중에 플렉서블한 기판에 컬(curl)이 생기는 것을 원천 방지할 수 있다. 이에, 기판을 처리하는 공정에서 기판의 재현성을 확보하고, 기판이 항상 양호한 평면 상태를 유지할 수 있으므로, 공정 시 기판이 손상되는 것을 원천 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반전기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 흡착부의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 턴 스테이지의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 처리 장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법의 공정도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

이하에서는 플렉서블 디스플레이 제조공정의 레이저 리페어 공정을 기준으로 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하나, 본 발명은 레이저를 이용한 각종 기판 처리 공정에 다양하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 장치의 개략도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반전기의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 흡착부의 개략도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 턴 스테이지의 개략도이다. 여기서, 도 4의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 흡착부의 개략도이고, 도 4의 (b)는 본 발명의 실시 예의 변형 예에 따른 흡착부의 포러스 척을 도시한 개략도이다. 또한, 도 5의 (a)와 도 5의 (b)는 각각 본 발명의 실시 예에 따른 턴 스테이지의 작동을 도시한 개략도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 장치를 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 장치는, 상측을 향하는 방향으로 레이저 빔(L)을 발진 가능한 레이저 발진부(10), 레이저 발진부(10)의 상측에 배치되고, 레이저 빔(L)의 진행 경로에 교차하며, 다공질로 형성된 기판 흡착면을 이용하여, 기판(S)의 상면을 흡착 가능한 반전기(300), 레이저 발진부(10)와 반전기(300) 사이에 배치되고, 기판(S)이 안착되는 스테이지(20), 스테이지(20)의 상측에서 레이저 발진부(10)와 수평 방향으로 서로 이격되고, 스테이지(20)상이나 스테이지(20)의 이동 경로상이나 스테이지(20)의 회전 경로상에 정렬되며, 하측을 향하여 레이저 빔(L)을 발진 가능한 타 레이저 발진부(40)를 포함할 수 있다.

기판(S)은 플렉서블 디스플레이를 제조하는 공정이 준비 또는 진행중이거나 종료된 기판일 수 있다. 이를테면 기판(S)은 플렉서블한 기판(S)일 수 있고, 한편, 기판(S)은 셀 공정을 준비 중이거나, 셀 공정을 진행 중이거나, 셀 공정이 종료된 기판일 수 있는데, 이를 특별히 한정하지 않는다.

레이저 발진부(10)는 상측으로 레이저 빔(L)을 발진할 수 있다. 레이저 발진부(10)는 하나 또는 복수의 레이저 소스를 이용하여 파장이 각기 다른 레이저 빔을 발진할 수 있다. 레이저 발진부(10)가 레이저 빔(L)을 발진하는 방식과 레이저 발진부(10)가 발진하는 레이저 빔(L)의 파장은 특별히 한정할 필요가 없다.

한편, 레이저 빔(L)의 진행 경로에 소정의 관찰부(미도시)가 배치될 수도 있다. 관찰부는 레이저 빔(L)이 조사되는 기판(S)의 하면("배면"이나 "후면"이라고도 함)을 관찰하기 위한 CCD 카메라와 미러 및 렌즈 등을 구비할 수 있다.

스테이지(20)는 레이저 발진부(10)의 상측에 배치될 수 있고, 반전기(300)의 하측에 배치될 수 있다. 즉, 스테이지(20)는 레이저 발진부(10)와 반전기(300) 사이에 배치될 수 있다. 스테이지(20)의 상면에는 기판(S)이 안착될 수 있다.

스테이지(20)는 레이저 빔(L)의 진행 경로를 가로질러 이동 또는 회전 가능하게 배치될 수 있다. 이때, 이동은 수평 이동을 포함하고, 회전은 수평 회전을 포함한다. 수평 이동은 스테이지(20)가 설치된 높이에서의 수평 이동을 의미한다. 수평 회전은 스테이지(20)가 설치된 높이에서 후술하는 회전축(21)을 중심으로 하는 수평 회전을 의미한다.

본 발명의 실시 예에 따른 스테이지(20)는 레이저 빔(L)의 진행 경로를 가로질러 회전 가능하게 배치될 수 있다. 이를 위한 구조를 아래에서 설명한다.

스테이지(20)의 개수는 복수개일 수 있다. 예컨대 실시 예에서는 네 개의 스테이지(20)를 예시한다. 물론, 그 개수는 다양한다. 예컨대 스테이지(20)의 개수는 하나일 수도 있고, 두 개 이상일 수도 있다. 스테이지(20)는 상하 방향으로 연장된 회전축(21)을 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다.

회전축(21)은 레이저 발진기(10)의 외측으로 이격될 수 있고, 반전기(300)의 외측으로 이격될 수 있다. 여기서, 회전축(21)이 레이저 발진기(10)에서 발진되는 레이저 빔(L)의 진행 경로에 간섭하지 않도록 레이저 발진기(10)로부터 수평 방향으로 충분히 이격되어 상하 방향으로 서로 겹치는 부분이 없을 때, 이 상태를 회전축(21)이 레이저 발진기(10)의 외측으로 이격된 상태라고 한다. 또한, 회전축(21)이 반전기(300)의 승강에 간섭하지 않도록 반전기(300)에서 수평 방향으로 충분히 이격되어 상하 방향으로 서로 겹치는 부분이 없을 때, 이를 회전축(21)이 반전기(300)의 외측으로 이격된 상태라고 한다. 이에, 회전축(21)은 레이저 발진기(10)에서 발진되는 레이저 빔(L)의 진행 경로에서 이격될 수 있다.

회전축(21)은 상부에 턴 테이블(22)이 장착될 수 있다. 턴 테이블(22)은 예컨대 스테이지(20)의 개수에 대응하는 복수개의 돌출부와, 복수개의 돌출부를 연결하는 중심부을 포함할 수 있다. 중심부가 회전축(21)의 상면에 지지될 수 있다. 스테이지(20)는 턴 테이블(22)의 돌출부에 각각 장착되고, 이에 의하여 회전축(21)에 지지될 수 있다. 스테이지(20)는 회전축(21)을 중심으로 수평 회전할 수 있다.

스테이지(20)와 회전축(21)과 턴 테이블(22)을 통칭하여 턴 스테이지라고 한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 장치는, 테이블(1)상에 장착되고, 반전기(300)과 타 레이저 발진부(40)의 하측에 위치하며, 또한, 레이저 발진부(10)로부터 수평 방향으로 이격되는 턴 스테이지를 포함할 수 있다.

또한, 턴 스테이지는, 회전축(21), 턴 테이블(22) 및 적어도 하나 이상의 스테이지(20)를 포함하고, 회전축(21)을 중심으로 스테이지(20)가 수평 회전(R)할 수 있다. 회전 각도는 스테이지(20)의 개수에 대응하며, 네 개의 스테이지의 경우, 예컨대 45도의 각도로 회전할 수 있다. 회전축의 회전을 위해 턴 스테이지에는 예컨대 다이렉트 드라이브 모터가 사용될 수 있다.

상기 구조에 의해 스테이지(20)가 레이저 빔(L)의 진행 경로를 가로질러 회전할 수 있고, 또한, 반전기(300)와 스테이지(20)가 수평 방향으로 상대 이동이 가능하다.

한편, 본 발명의 실시 예의 제1 변형 예에 따르면, 스테이지(20)는 레이저 빔(L)의 진행 경로를 가로지르며 수평 이동이 가능하게 배치될 수 있다. 이때, 스테이지(20)를 수평 이동시키기 위한 구조는 다양할 수 있고, 이를 특별히 한정하지 않는다. 이 구조에서도, 반전기(300)와 스테이지(20)가 수평 방향으로 상대 이동이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시 예의 제2 변형 예에서는, 스테이지(20)는 레이저 발진기(10)에서 발진되는 레이저 빔(L)의 진행 경로에서 이격되고, 반전기(300)의 외측으로 이격되어, 소정의 고정된 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 반전기(300)가 수평 이동이 가능하도록 배치될 수 있고, 이에 의하여 반전기(300)와 스테이지(20)가 수평 방향으로 상대 이동할 수 있다. 여기서, 반전기(300)를 수평 이동시키는 구조는 다양할 수 있고, 이를 특별히 한정할 필요가 없다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 반전기(300)를 설명한다. 반전기(300)는 레이저 발진부(10)의 상측에 배치되고, 스테이지(20)보다 높은 높이에 배치될 수 있다. 또한, 반전기(300)는 레이저 빔(L)의 진행 경로에 교차하여 배치될 수 있다. 이는, 반전기(300)가 레이저 빔(L)의 진행 경로상에 위치하는 것을 의미한다. 반전기(300)는 기판(S)의 상면 전체 영역에 접촉하여 상면의 전체 영역을 균일하게 흡착하기 위한 기판 흡착면을 구비할 수 있고, 기판 흡착면은 다공질로 형성될 수 있다. 다공질로 형성된 기판 흡착면의 기공에 의해 기판 흡착면에 기판(S)이 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착될 수 있다.

반전기(300)는 기판(S)이 지지면을 하면에서 상면으로 전환시킬 수 있고, 기판(S)의 노출면을 상면에서 하면으로 전환시킬 수 있다. 이의 의미는 다음과 같다.

예컨대 기판(S)이 스테이지(20)에 지지된 상태에서, 반전기(300)가 기판(S)의 상면을 흡착한 후 들어올리면, 기판(S)은 상면이 흡착되어 지지된 상태가 되고, 하면이 레이저 발진부(10)에 또는 공정 분위기에 노출된 상태가 된다.

이 일련의 작동 과정이 이를테면 반전기(300)가 기판(S)의 지지면을 하면에서 상면으로 전환시키는 과정이면서, 반전기(300)가 기판(S)의 노출면을 상면에서 하면으로 전환시키는 과정인 것이다.

반전기(300)는 레이저 발진부(10)를 마주보는 흡착부(310), 흡착부(310)에 연결되는 진공 펌프(미도시), 흡착부(310)에 연결되는 승강축(320)를 포함할 수 있다. 흡착부(310)는 승강축(320)에 의해 승강될 수 있고, 기판(S)의 상면에 접촉할 수 있고, 기판(S)의 상면의 전체 영역을 균일하게 흡착하여 고정시킬 수 있다. 흡착부(310)의 하면에 기판 흡착면이 위치할 수 있다.

흡착부(310)는 하면에 기판 형상으로 오목부(312)가 형성되는 하우징(311), 오목부(312)에 형성되는 복수개의 진공홀(313), 복수개의 진공홀(313)과 진공 펌프를 연결하는 진공 포트(314), 오목부(312)에 삽입되고, 기판 흡착면을 형성하는 포러스 척(315)를 포함할 수 있다. 포러스 척(315)은 다공질 플레이트라고 지칭할 수도 있다. 이 구조에 의해, 흡착부(310)의 하면에 기판 흡착면이 위치할 수 있다.

한편, 이 포러스 척(315)은 일체형이거나 분할형일 수 있는데, 예컨대 본 발명의 실시 예에 따르면 포러스 척(315)이 일체형일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 제3 변형 예에 따르면 포러스 척(315')이 분할형일 수 있다.

실시 예의 제3 변형 예에 의하면, 기판(S)의 사이즈가 변하게 될 때, 포러스 척(315')의 하면의 원하는 면적 또는 영역에 진공 흡착력을 생성할 수 있도록 포러스 척(315')이 분할형으로 형성될 수가 있다. 포러스 척(315')이 분할형으로 형성되면, 포러스 척(315')는 복수개의 포러스 척 분판(315a)을 포함할 수 있고, 각 포러스 척 분판의 사이를 물리적으로 차단하도록 격벽(315b)이 설치될 수 있다. 포러스 척 분판(315a)의 개수, 면적, 조립 상태는, 예컨대 리페어 공정에서 처리되는 기판(S)의 면적 및 형태에 따라 정해질 수 있다. 이하에서 설명하는 실시 예에 따른 포러스 척(315)의 특징은 제3 변형 예에 따른 포러스 척(315')에도 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 흡착부(310)의 기판 흡착면을 형성하는 포러스 척(315)은 세라믹 재질을 포함할 수 있는데, 그중 전기 전도성을 가진 세라믹 재질을 포함할 수 있다. 즉, 기판 흡착면은 전기 전도성 재질을 포함할 수 있다. 이 경우, 표면 저항이 원하는 만큼의 소정 값으로 작아질 수 있어서, 정전기 발생이 억제 또는 방지되어, 기판(S)의 손상이 방지될 수 있다. 한편, 하우징(311)은 그 재질이 알루미늄일 수 있는데, 이를 특별히 한정하지는 않는다.

포러스 척(315)의 기공의 크기는 2 내지 100㎛의 범위로 형성될 수 있고, 보다 바람직하게는 2 내지 10㎛의 범위로 형성될 수 있다. 이때, 기공이 작을수록 기판(S)의 상면 전체 영역을 균일하게 흡착할 수 있고, 이에, 플렉서블한 기판(S)의 휘어짐이 방지될 수 있다.

기공의 크기가 100㎛ 보다 커지면, 기공 내부에 파티클이 혼입될 우려가 있고, 기공의 크기가 커서 기공으로서의 강점이 약해질 수 있다. 예컨대 기공의 크기가 100㎛ 보다 커지면 기공이 진공 홀과 유사하게 작용하여, 이 경우 기판(S)이 기공 내로 볼록하게 휘면서, 기판(S)에 결함이나 얼룩이 생길 수 있다. 한편, 기공의 크기가 2㎛ 보다 작으면 제작이 어려울 수 있다.

승강축(320)은 그 구조를 특별히 한정하지 않는다. 승강축(320)는 예컨대 고정축(322)과 이에 설치되어 승강 가능한 엑추에이터(321)를 포함할 수 있고, 엑추에이터(321)의 하부에 흡착부(310)가 장착되어 지지될 수 있다.

반전기(300)와 상기 스테이지는 수평 방향 및 상하 방향으로 상대 이동이 가능한데, 이를 위해, 승강축(320)에 수평 방향의 이동축(미도시) 등이 더 설치되어, 승강축(320)을 수평 방향으로 이동시킬 수도 있다.

타 레이저 발진부(40)는 스테이지(20)의 상측에서 레이저 발진부(10)와 수평 방향으로 서로 이격되고, 반전기(300)의 외측으로 이격될 수 있다. 타 레이저 발진부(40)는 스테이지(20)상에 정렬되거나, 또는, 스테이지(20)의 이동 경로상에 정렬되거나, 또는, 스테이지(20)의 회전 경로상에 정렬될 수 있다.

타 레이저 발진부(40)는 기판(S)의 상면에 레이저 빔(L)을 조사하여 결함을 처리하는 역할을 하며, 하측을 향하여 레이저 빔을 발진 가능하게 형성될 수 있다. 한편, 타 레이저 발진부에서 발진되는 레이저 빔(L)은 상하 방향으로 진행될 수 있고, 이의 진형 경로상에 관찰부(미도시)가 마련되어, 기판(S)의 상면 상태를 관찰할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 공정 중에 기판의 얼라인과 평면 상태를 유지시키면서 기판의 처리면을 상면에서 하면으로 또는 하면에서 상면으로 원활하게 반전시킬 수 있다. 예컨대 스테이지에 지지된 기판의 상면에 반전기를 접촉시킨 후, 반전기로 기판의 상면을 흡착하고 반전기를 들어 올리면 기판의 하면이 노출된다. 이에, 기판의 처리면이 상면에서 하면으로 반전된다. 이후, 반전기를 내려서 기판을 스테이지 상면에 접촉시킨 후, 반전기와 기판의 흡착을 해제하고 반전기를 들어 올리면 기판의 상면이 노출된다. 즉, 기판의 처리면이 상면에서 하면으로 반전된다.

이때, 반전기와 기판의 흡착 시, 반전기의 기판 흡착면에 구비된 기공에 의해 기판 흡착면에 기판이 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착될 수 있다.

상술한 레이저 처리 장치의 실시 예를 제1 실시 예라 하고, 후술하는 레이저 처리 장치의 실시 예를 제2 실시 예라고 구분한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예(제2 실시 예)에 따른 레이저 처리 장치의 개략도이다. 도 5을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이저 처리 장치를 설명한다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이저 처리 장치는, 상측을 향하는 방향으로 레이저 빔(L)을 발진 가능한 레이저 발진부(10), 레이저 발진부(10)의 상측에 배치되고, 레이저 빔(L)의 진행 경로에 교차하며, 다공질로 형성된 기판 흡착면을 이용하여, 기판(S)의 상면 전체를 흡착 가능한 반전기(300)를 포함한다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이저 처리 장치는 레이저 빔(L)을 이용하여 기판(S)의 결함을 리페어할 수 있다. 이때, 레이저 빔은 수㎛ 정도의 미세한 크기로 기판(S)에 조사될 수 있다. 기판(S)을 처리하는 동안, 반전기(300)가 기판(S)의 상면 전체 영역을 안정적으로 흡착할 수 있고, 이에, 기판(S)이 소정의 고정된 위치에서 안정적으로 지지될 수 있다. 따라서, 기판(S)의 하면에 레이저 빔을 안정적으로 조사하며, 기판(S)의 다양한 결함을 안정적으로 처리할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이저 처리 장치는 본 발명의 제1 실시 예)에 따른 레이저 처리 장치에서 일부 구성부가 제외된 것이고, 제2 실시 예에 따른 레이저 발진부(10)와 반전기(300)는 제1 실시 예에 따른 레이저 발진부(10)와 반전기(300)의 구성을 동일하게 가질 수 있다. 설명의 중복을 피하기 위하여, 이하에서 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이저 발진부(10)와 반전기(300)의 상세한 설명을 생략한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법의 공정도이다. 이때, 도 6의 (a)는 기판의 일면에 레이저 빔을 조사하는 과정을 보여주는 공정도이고, 도 6의 (b)는 기판을 들어올리는 과정을 보여주는 공정도이고, 도 6의 (c)는 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정을 보여주는 공정도이다. 이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법을 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법은 제1 실시 예의 레이저 처리 장치에 적용되는 레이저 처리 방법으로, 기판을 스테이지에 마련하는 과정, 기판을 들어올리는 과정, 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정을 포함한다.

이때, 기판을 들어올리는 과정 이전에, 상세하게는, 기판을 스테이지에 마련하는 과정과 기판을 들어올리는 과정 사이에, 스테이지 또는 반전기를 수평 이동 또는 수평 회전시켜 스테이지상에 반전기를 위치시키는 과정, 반전기를 하강시켜, 기판의 일면에 접촉시키는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 기판을 들어올리는 과정과 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정 사이에, 스테이지 또는 반전기를 수평 이동 또는 수평 회전시켜 반전기의 외측으로 스테이지를 이격시키는 과정을 포함할 수 있다.

우선, 기판(S)을 스테이지(20)에 마련한다. 예컨대 플렉서블한 기판(S)을 준비하고, 기판(S)을 스테이지(20)의 상면에 안착시킨다.

이후, 스테이지(20) 또는 반전기(300)를 수평 이동 또는 수평 회전시켜 스테이지(20)상에 반전기를 위치시킨다. 이때, 실시 예에서는 턴 스테이지를 소정 각도 회전시켜 기판(S)이 올려진 스테이지(20)를 반전기(300)하에 위치시킨다. 물론 반전기(300)를 움직여서 스테이지(20)상에 반전기(300)를 위치시킬 수도 있다.

이후, 반전기(300)를 하강시켜, 기판(S)의 일면 예컨대 상면에 접촉시킨다. 즉, 반전기(300)의 흡착부(310)를 하강시켜 기판(S)의 상면에 접촉시킨다.

이후, 기판을 들어올린다. 예컨대 진공 펌프로 오목부(312)에 진공을 형성하여 포러스 척(315)의 하면 전체 영역 또는 소정 영역의 기공을 이용해서, 기판(S)의 상면 전체 영역을 균일하게 흡착한다. 즉, 기판(S)을 들어올릴 때, 다공질로 형성된 기판 흡착면을 가진 반전기(300)를 이용하여 기판(S)의 일면을 흡착하고, 반전기(300)를 들어올린다. 또한, 기판(S)의 일면을 흡착할 때, 기판 흡착면의 기공을 이용하여, 기판 흡착면에 기판(S)을 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착시킨다. 이후, 흡착부(310)를 소정 거리 상승시켜 기판(S)을 들어올린다.

이후, 스테이지(20) 또는 반전기(300)를 수평 이동 또는 수평 회전시켜 반전기(300)의 외측으로 스테이지(20)를 이격시킨다. 이때, 실시 예에서는 턴 스테이지를 예컨대 45도 각도로 수평 회전시켜 스테이지(20)를 레이저 빔의 진행 경로에서 이탈시킨다. 물론, 반전기(300)를 이동시켜 반전기(300)를 스테이지의 외측으로 이격시킨 후, 반전기(300)를 레이저 발진부(10)상에 위치시킬 수도 있다.

이후, 기판(S)의 타면 예컨대 하면에 레이저 빔(L)을 조사한다. 이때, 레이저 발진부(10)로 레이저 빔을 조사하여 기판(S)의 하면을 리페어 처리한다. 이후, 기판(S)을 스테이지(20)상에 복귀시키고, 예컨대 점등검사 등의 후속 공정을 실시한다. 이 후속 공정은 턴 스테이지의 소정 위치에서 수행될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법은 아래의 변형 예를 포함하여 다양하게 구성될 수 있다.

본 발명의 변형 예에 따른 레이저 처리 방법은, 실시 예에 따른 레이저 처리 방법의 상기 과정들에 더하여, 기판의 일면에 레이저 빔을 조사하는 과정을 더 포함할 수 있다.

이때, 기판(S)의 일면에 레이저 빔(L)을 조사하는 과정은, 기판(S)을 스테이지에 마련하는 과정과 기판(S)을 들어올리는 과정 사이에 수행될 수 있다. 이 경우, 기판의 일면에 레이저 빔을 조사하는 과정과 기판을 들어올리는 과정 사이에. 스테이지 또는 반전기를 수평 이동 또는 수평 회전시켜 스테이지상에 반전기를 위치시키는 과정, 반전기를 하강시켜 기판의 일면에 접촉시키는 과정을 포함할 수 있다.

우선, 플렉서블한 기판(S)을 준비하고, 기판(S)을 스테이지(20)의 상면에 안착시키는 과정을 통하여, 기판을 스테이지에 마련한다. 이후, 턴 스테이지를 소정 각도 회전시켜 기판(S)을 타 레이저 발진부(40)하에 위치시킨다. 이후, 기판(S)의 일면에 레이저 빔을 조사한다. 이때, 타 레이저 발진부(40)로 레이저 빔을 조사하여 기판(S)의 일면 예컨대 상면을 리페어한다. 이후, 스테이지(20) 또는 반전기(300)를 수평 이동 또는 수평 회전시켜 스테이지(20)상에 반전기(300)를 위치시키고, 반전기(300)를 하강시켜, 기판(S)의 일면에 접촉시킨다.

이후, 기판을 들어올리는 과정과, 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정을 순서대로 수행한다. 이들 과정은 상술한 실시 예에서 충분히 설명하였으므로, 상세한 설명을 생략한다. 이후, 기판(S)을 스테이지(20)상에 복귀시키고, 예컨대 점등검사 등의 후속 공정을 실시한다.

한편, 본 발명의 다른 변형 예에서는, 기판(S)의 일면에 레이저 빔(L)을 조사하는 과정이 기판(S)의 타면에 레이저 빔(L)을 조사하는 과정 이후 수행될 수 있다. 즉, 기판(S)의 타면에 레이저 빔(L)을 조사하는 과정을 수행한 이후, 기판(S)을 스테이지(20)상에 복귀시키고, 기판(S)의 일면에 레이저 빔을 조사할 수 있다.

우선, 플렉서블한 기판(S)을 준비하고, 기판(S)을 스테이지(20)의 상면에 안착시키는 과정을 통하여, 기판을 스테이지에 마련한다. 이후, 스테이지(20) 또는 반전기(300)를 수평 이동 또는 수평 회전시켜 스테이지(20)상에 반전기(300)를 위치시킨 후, 반전기(300)를 하강시켜 기판(S)의 일면에 접촉시킨다. 이후, 기판을 들어올리는 과정과, 반전기의 외측으로 스테이지를 이격시키는 과정과, 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정을 수행한다. 이들 과정은 상술한 실시 예에서 충분히 설명하였으므로, 상세한 설명을 생략한다.

이후, 기판(S)을 스테이지(20)상에 복귀시키고, 턴 스테이지를 소정 각도 회전시켜 기판(S)을 타 레이저 발진부(40)하에 위치시키고, 기판(S)의 일면에 레이저 빔을 조사한다. 이때, 타 레이저 발진부(40)로 레이저 빔을 조사하여 기판(S)의 일면 예컨대 상면의 결함을 리페어한다. 이후, 기판(S)을 턴 스테이지의 소정 위치로 이동시킨 후, 점등검사 등의 후속 공정을 실시한다.

본 발명의 상술한 실시 예들에 따르면, 다공질 플레이트를 포러스 척(315)으로 하여, 기판(S)의 상면 전체를 안정적으로 흡착할 수 있어서, 기판(S)의 상면의 리페어가 끝나고, 기판(S)을 물리적으로 뒤집지 않은 상태에서, 반전기(300)로 기판을 들어 올린 후, 그 하면을 리페어할 수 있다.

이 구조에서는 종래보다 설비의 설치 공간을 줄일 수 있고, 공정의 텍타임을 줄일 수 있다. 또한, 기판(S)의 위치 정렬이 유지되며, 리페어 시 기판(S)에 컬이 생기지 않기 때문에, 공정의 재현성이 잘 나올 수 있다. 특히, 기판(S)이 플렉서블하기 때문에, 예를 들어 기존의 진공 홀로 기판(S)을 흡착하면 기판(S)에 컬이 생기고 얼룩지는 등의 문제점이 있는데, 실시 예에서는 다공질 플레이트가 기판 전면에 잘 흡착되므로, 이러한 결함이 방지될 수 있다.

본 발명의 상기 실시 예들은 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예들에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 변형될 것이고, 이 같은 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

10: 레이저 발진부 20: 스테이지
300: 반전기 310: 흡착부
315: 포러스 척 40: 타 레이저 발진부

Claims (15)

1. 기판의 하면이 안착되는 스테이지;
   상기 스테이지의 하측에 배치되고, 상측을 향하는 방향으로 레이저 빔을 발진 가능한 레이저 발진부;
   상기 스테이지의 상측에 배치되고, 상기 레이저 발진부와 수평 방향으로 서로 이격되고, 하측을 향하여 레이저 빔을 발진 가능한 타 레이저 발진부;
   상기 스테이지의 상측에 배치되고, 상기 레이저 발진부가 발진하는 레이저 빔의 진행 경로에 교차하고, 상기 스테이지와 수평 방향 및 상하 방향으로 상대 이동이 가능하며, 상기 기판의 상면을 흡착 가능한 반전기;를 포함하고,
   상기 스테이지는 레이저 빔의 진행 경로들을 가로질러 이동 또는 회전 가능하게 배치되거나, 상기 반전기의 외측으로 이격되고,
   상기 반전기는 기판 흡착면이 포러스 척으로 형성되고,
   상기 포러스 척은,
   상기 기판의 면적 및 형태에 따라 개수와 면적이 정해진 복수의 포러스 척 분판;
   상기 복수의 포러스 척 분판 각각의 사이를 물리적으로 차단하도록 설치되는 격벽;을 포함하는 레이저 처리 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 반전기는 상기 레이저 발진부를 마주보는 흡착부 및 상기 흡착부에 연결되는 진공 펌프를 포함하고,
   상기 흡착부의 하면에 상기 포러스 척이 위치하는 레이저 처리 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 흡착부는,
   하면에 오목부가 형성되는 하우징;
   상기 오목부에 형성되는 복수개의 진공홀;
   상기 복수개의 진공홀과 상기 진공 펌프를 연결하는 진공 포트;를 포함하고,
   상기 포러스 척은 상기 오목부에 삽입되는 레이저 처리 장치.
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 포러스 척은 기공의 크기가 2 내지 100㎛의 범위로 형성되는 레이저 처리 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 포러스 척은 전기 전도성 재질을 포함하는 레이저 처리 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 빔의 진행 경로에서 이격되고, 상하 방향으로 연장되는 회전축;을 포함하고,
    상기 스테이지는 상기 회전축에 지지되고, 상기 회전축을 중심으로 수평 회전하는 레이저 처리 장치.
11. 삭제
12. 기판을 스테이지에 마련하는 과정;
    상기 기판을 들어올리는 과정;
    상기 기판에 레이저 빔을 조사하는 과정;을 포함하고,
    상기 기판을 들어올리는 과정은,
    다공질 및 분할형으로 형성된 포러스 척을 가진 반전기를 이용하여 상기 기판의 상면을 흡착하고, 상기 반전기를 들어올려 기판의 노출면을 상면에서 하면으로 전환시키는 과정을 포함하고,
    상기 레이저 빔을 조사하는 과정은,
    상기 기판을 물리적으로 뒤집지 않은 상태에서 상기 기판의 하면에 레이저 빔을 조사하는 과정 및 상기 기판을 스테이지에 복귀시키는 과정을 포함하고,
    상기 기판을 들어올리는 과정 이전에, 또는, 기판을 스테이지에 복귀시키는 과정 이후에, 기판의 일면에 레이저 빔을 조사하는 과정을 더 포함하고,
    상기 기판의 면적 및 형태에 따라, 상기 포러스 척을 형성하는 복수개의 포러스 척 분판 중 원하는 포러스 척 분판에 진공 흡착력을 생성하는 레이저 처리 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판의 상면을 흡착할 때,
    상기 포러스 척 분판의 기공을 이용하여, 상기 포러스 척 분판에 상기 기판을 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착시키는 레이저 처리 방법.
14. 삭제
15. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판을 들어올리는 과정 이전에,
    상기 스테이지 또는 상기 반전기를 수평 이동 또는 수평 회전시켜 상기 스테이지상에 상기 반전기를 위치시키는 과정;
    상기 반전기를 하강시켜, 상기 기판의 상면에 접촉시키는 과정;을 포함하고,
    상기 기판을 들어올리는 과정과 하면에 레이저 빔을 조사하는 과정 사이에,
    상기 스테이지 또는 상기 반전기를 수평 이동 또는 수평 회전시켜 상기 반전기의 외측으로 상기 스테이지를 이격시키는 과정;을 포함하는 레이저 처리 방법.

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