KR102038646B1 - 레이저 처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 레이저 빔을 발진 가능한 레이저 발진부, 레이저 발진부의 하측에 승강 가능하게 배치되고, 기판이 안착되는 스테이지, 레이저 발진부와 스테이지 사이에서 수평 이동이 가능하게 배치되고, 기판 접촉면이 다공질로 형성되며, 적어도 일부가 회전하며 스테이지상의 기판에 접촉하는 반전기를 포함하고, 기판의 일면의 전체 영역을 안정적으로 지지하면서 기판을 반전시킬 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 일면의 전체 영역을 균일하게 흡착하면서 기판을 반전시킬 수 있는 레이저 처리 장치에 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 일면에서 타면으로 또는 타면에서 일면으로 반전시키는 것이 필수적이나, 기판이 플렉서블하기 때문에 기판의 얼리인과 평면 상태를 유지하며 기판을 반전시키기 어렵고, 따라서, 기판의 일면과 타면을 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 일면을 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착하면서 기판을 반전시킬 수 있는 레이저 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 레이저 처리 장치는, 레이저 빔을 발진 가능한 레이저 발진부; 상기 레이저 발진부의 하측에 승강 가능하게 배치되고, 기판이 안착되는 스테이지; 상기 레이저 발진부의 하측에서 수평 이동이 가능하게 배치되고, 적어도 일부가 회전하며 상기 기판에 접촉하는 반전기;를 포함하고, 상기 반전기의 기판 접촉면은 다공질로 형성된다.

상기 기판 접촉면의 기공에 의해 상기 기판 접촉면에 상기 기판이 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착될 수 있다.

상기 반전기와 상기 스테이지는 수평 방향 및 상하 방향으로 상대 이동을 할 수 있다.

상기 반전기는, 상기 스테이지를 마주보고, 일면에 기판 접촉면이 위치하는 흡착부; 상기 반전기의 이동 방향에 교차하는 방향으로 연장되고, 상기 흡착부에 연결되는 회전 축; 상기 회전축이 장착되는 구동부; 상기 흡착부에 연결되는 진공 펌프;를 포함할 수 있다.

상기 회전축은 상기 흡착부의 중심부에 연결될 수 있다.

상기 회전축은 상기 흡착부의 일측 가장자리에 연결될 수 있다.

상기 흡착부는, 일면에 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 접촉면은 기공의 크기가 2 내지 100㎛의 범위로 형성될 수 있다.

상기 기판 접촉면은 전기 전도성 재질을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 레이저 처리 방법은, 기판을 스테이지에 마련하는 과정; 상기 기판을 회전시켜 상기 기판의 일면과 타면의 위치를 반전시키는 과정; 상기 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정;을 포함하고, 상기 기판을 회전시킬 때, 다공질로 형성된 기판 접촉면을 가진 반전기를 이용하여 상기 기판의 일면을 흡착하고, 상기 기판 흡착면을 회전시킨다.

상기 기판 접촉면의 기공을 이용하여, 상기 기판 접촉면에 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 상기 위치를 반전시키는 과정 사이에 수행하거나, 상기 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정 이후에 상기 기판의 일면과 타면의 위치를 복원시킨 후 수행할 수 있다.

상기 위치를 반전시키는 과정 이전에, 상기 반전기의 기판 흡착면을 일 방향으로 회전시켜 상기 기판 흡착면을 상기 스테이지상의 기판에 접촉시키는 과정;을 더 포함하고, 상기 위치를 반전시키는 과정과 상기 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정 사이에, 상기 반전기를 수평 이동시키거나 상기 스테이지의 상측에 배치된 레이저 발진부를 수평 이동시켜, 레이저 빔의 진행 경로에 상기 기판의 타면을 위치시키는 과정;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 기판의 일면의 전체 영역을 안정적으로 흡착하여 지지하면서 기판을 회전시켜 기판의 일면과 타면 위치를 반전시킨 후, 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하여 결함을 처리할 수 있다.

예컨대 플렉서블 디스플레이 제조공정의 레이저 리페어 공정에 적용되면, 스테이지상에서 기판의 일면의 처리를 완료한 후, 반전기의 포러스 척을 이용하여 기판의 일면을 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착하고, 스테이지를 하강시키고, 기판의 일면과 타면의 위치를 반전시킨 후, 기판의 타면을 레이저 빔의 진행 경로에 위치시켜 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하고, 기판의 타면의 처리가 완료된 후, 기판을 스테이지에 복귀시킬 수 있다. 즉, 하나의 레이저 발진부를 이용하여 기판의 일면과 타면을 연속하여 리페어할 수 있어, 공정 대기 시간을 줄일 수 있다.

또한, 반전기가 기판의 일면을 흡착하는 시점부터 기판을 스테이지에 복귀시키는 시점까지, 기판의 일면이 전체 영역에 걸쳐 포러스 척의 기공에 의해 균일하게 흡착 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 제2 실시 예에 따른 반전기의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 흡착부의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법의 공정도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 흡착부의 처짐 방지 구조를 설명하기 위한 도면이다.

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 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 공정 중에 기판의 얼라인과 평면 상태를 유지시키면서 기판을 원활하게 반전시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반전기의 개략도이며, 도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 반전기의 개략도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 흡착부의 개략도이다. 이때, 도 4의 (a)는 본 발명의 실시 예 및 제2 실시 예에 따른 흡착부의 개략도이고, 도 4의 (b)는 본 발명의 실시 예들의 변형 예에 따른 흡착부의 개략도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예 및 제2 실시 예에 따른 레이저 처리 장치를 설명한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 처리 장치는, 레이저 빔을 발진 가능한 레이저 발진부(10), 레이저 발진부(10)의 하측에 승강 가능하게 배치되고, 레이저 빔(L)의 진행 경로에 교차하며, 기판(S)이 안착되는 스테이지(20), 레이저 발진부(10)의 하측에서 수평 이동이 가능하도록 배치되고, 다공질로 형성되는 기판 접촉면을 구비하며, 적어도 일부가 회전하며 스테이지(20)상의 기판(S)에 선택적으로 접촉하는 반전기(300)를 포함한다. 여기서, 기공에 의해 반전기(300)의 기판 접촉면에 기판(S)이 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착될 수 있다.

본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 처리 장치는, 레이저 빔(L)을 이용하여 기판(S)의 결함을 리페어할 수 있고, 레이저 빔(L)을 이용하여 다양한 방식으로 기판(S)을 처리할 수도 있다. 이때, 레이저 빔(L)은 수㎛ 정도의 미세한 크기로 기판(S)에 조사될 수 있다. 기판(S)을 스테이지(20)에 지지한 후, 기판(S)의 일면을 리페어하고, 이후, 반전기(300)가 기판(S)의 일면에 균일하게 흡착한 상태에서 기판(S)을 반전시킨다. 이때, 반전기(300)의 기판 접촉면이 다공질로 형성되어 있기 때문에, 기판(S)을 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착하여, 기판(S)이 반전 중에 안정적으로 지지될 수 있다. 이후, 기판(S)의 타면("배면" 또는 "후면"이라고도 함)을 레이저 발진부(10)의 하측에 위치시키고, 레이저 빔을 안정적으로 조사하며, 기판(S)의 다양한 결함을 안정적으로 처리할 수 있다.

기판은 플렉서블한 디스플레이를 제조하는 공정이 진행중이거나 준비중인 기판일 수 있고, 상기 공정이 종료된 기판일 수도 있다. 예컨대 기판은 모재 기판 상에 각종 전자 소자나 박막 및 복수의 화소 등이 형성된 각종 플렉서블한 기판(S)일 수 있고, 이때, 플렉서블한 기판(S)은 셀 공정 중이거나, 셀 공정을 준비 중이거나, 셀 공정이 종료된 기판일 수 있다.

레이저 발진부(10)는 하측으로 레이저 빔(L)을 발진할 수 있다. 레이저 발진부(10)는 하나 또는 복수의 소스를 이용하여 파장이 각기 다른 레이저 빔을 발진할 수 있다. 레이저 발진부(10)가 레이저 빔(L)을 발진하는 방식과 레이저 빔(L)의 파장은 특별히 한정할 필요가 없다. 레이저 발진부(10)는 레이저 소스와 마이크로스코프 대물렌즈와 슬릿 등을 다양하게 구비할 수 있다. 레이저 발진부(10)에서 발진되는 레이저 빔(L)은 상하 방향("수직 방향"이라고도 함)으로 진행할 수 있다. 한편, 레이저 빔(L)의 진행 경로에는 관찰부(미도시)가 마련될 수 있다. 관찰부는 기판(S)을 처리하는 과정을 관찰할 수 있도록 각종 구성과 방식을 가질 수 있고, 이를 특별히 한정하지 않는다.

스테이지(20)는 레이저 발진부(10)의 하측에 배치될 수 있고, 레이저 빔(L)의 진행 경로에 교차할 수 있다. 스테이지(20)의 일면에는 기판(S)이 안착될 수 있다. 스테이지(20)는 레이저 빔(L)의 진행 경로를 가로질러 이동 또는 회전 가능하게 형성되 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 스테이지(20)에서 수평 방향으로 이격된 소정의 위치에 마련된 수직축(미도시)를 중심으로 하는 수평 회전을 의미한다.

스테이지(20)는 승강 가능하게 지지될 수 있고, 예컨대 스테이지(20)의 하측에 소정의 승강축(미도시)가 마련되고, 승강축에 스테이지(20)가 지지되며, 승강축에 의하여 스테이지(20)가 상하 방향으로 승강될 수 있다. 이에, 반전기(300)와 스테이지(20)가 상하 방향으로 상대 이동할 수 있다.

반전기(300)는 레이저 발진부(10)의 하측에서 수평 이동이 가능하게 배치되고, 적어도 일부가 회전하며 기판(S)에 선택적으로 접촉할 수 있다.

반전기(300)는 스테이지(20)를 마주보고, 일면에 기판 접촉면이 위치하는 흡착부(310), 반전기(300)의 이동 방향에 교차하는 방향으로 연장되고, 흡착부(310)에 연결되는 회전 축(320), 회전축(320)이 장착되는 구동부(340), 흡착부(310)에 연결되는 진공 펌프(미도시)를 포함할 수 있다. 구동부(340)는 회전축(320)의 회전을 위한 예컨대 다이렉트 드라이브 모터를 포함할 수 있다.

반전기(300)는 기판(S)의 일면 전체 면적에 접촉하여 일면의 전체 면적을 균일하게 흡착하기 위한 기판 흡착면을 구비할 수 있고, 기판 흡착면은 다공질로 형성될 수 있다. 반전기(300)는 다공질로 형성된 기판 흡착면을 이용하여 기판(S)의 일면 전체를 흡착 가능하다.

반전기(300)는 기판(S)이 지지면을 타면에서 일면으로 전환시킬 수 있고, 기판(S)의 노출면을 일면에서 타면으로 전환시킬 수 있다. 이의 의미는 다음과 같다.

예컨대 기판(S)이 스테이지(20)에 지지된 상태에서, 반전기(300)가 기판(S)의 일면을 흡착한 후 회전축(320)을 중심으로 기판(S)을 회전시키면, 기판(S)은 일면이 하측을 항햐여 배치되고, 타면이 레이저 발진부(10)를 향하여 배치된다.

이 일련의 작동 과정이 이를테면 반전기(300)가 기판(S)의 지지면을 타면에서 일면으로 전환시키는 과정이면서, 반전기(300)가 기판(S)의 노출면을 일면에서 타면으로 전환시키는 과정인 것이다.

흡착부(310)는 회전축(320)에 의해 회전될 수 있고, 기판(S)의 일면에 접촉할 수 있으며, 기판(S)의 일면 전체 면적을 균일하게 흡착하여 고정시킬 수 있다.

흡착부(310)는 일면에 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 일면에 기판 흡착면이 위치할 수 있다.

한편, 이 포러스 척(315)은 일체형이거나 분할형일 수 있는데, 예컨대 본 발명의 실시 예들에 따른 포러스 척(315)은 일체형일 수 있다. 반면, 본 발명의 실시 예들의 변형 예에 따른 포러스 척(315')은 분할형일 수 있다

변형 예에 의하면, 기판의 사이즈가 변하게 될 때 포러스 척(315')의 하면의 원하는 면적이나 영역에만 진공 흡착력을 생성할 수 있도록, 포러스 척(315')이 분할형으로 형성될 수 있다. 포러스 척(315')이 분할형이면, 포러스 척(315')은 복수개의 포러스 척 분판(315a)을 포함할 수 있고, 포러스 척 분판(315a)의 사이에 격벽(315b)이 설치되어 기체 흐름을 차단할 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.

실시 예들에 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, 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 형성되나, 바람직하게는 2 내지 10㎛의 범위로 형성될 수 있다. 이때, 기공이 작을수록, 기판(S)의 일면 전체를 균일하게 흡착할 수 있고, 플렉서블한 기판(S)의 휘어짐을 방지한다.

만약, 기공의 크기가 100㎛ 보다 커지면, 내부에 파티클이 혼입될 우려가 있고, 기공의 크기가 커서 기공으로서의 장점이 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.

회전축(320)은 그 구조를 특별히 한정하지 않는다. 회전축(320)는 예컨대 구동부(340)의 출력단(330)에 설치되어 회전 가능한 엑추에이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 회전축(320)은 흡착부(310)의 일측 가장자리에 연결될 수 있다. 이에, 흡착부(310)가 회전축을 중심으로 회전하며 기판(S)을 상하 반전시킬 수 있다. 예컨대 구동부(340)가 좌우로 수평 이동할 때, 회전축(320)은 전후로 연장될 수 있다. 즉, 구동부(340)의 이동 방향과 회전축(320)의 연장 방향은 서로 교차한다.

반전기(300)와 상기 스테이지는 수평 방향으로 상대 이동이 가능한데, 이를 위해, 구동부(340)에 수평 방향의 이동축(미도시) 등이 더 설치되어, 구동부(340)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있고, 상세하게는 좌우로 이동시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 반전기(300')는 그 회전 구조가 다를 수 있다. 예컨대 본 발명의 제2 실시 예에서는 회전축(320)이 흡착부(310')의 중심부에 연결될 수 있다. 이를테면, 실시 예(제1 실시 예)의 반전기(300)는 외팔보 구조의 반전기이고, 제2 실시 예의 반전기(300')는 중심 지지 구조의 반전기이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법의 공정도이다. 이때, 도 5의 (a)는 기판의 일면에 레이저 빔을 조사하는 과정을 보여주는 공정도이고, 도 5의 (b)는 반전기를 이용하여 기판의 일면을 흡착하는 과정을 보여주는 공정도이며, 도 5의 (c)는 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정을 보여주는 공정도이다.

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법을 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법은, 기판을 스테이지에 마련하는 과정, 기판을 회전시켜 기판의 일면과 타면의 위치를 반전시키는 과정, 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정을 포함한다.

이때, 기판의 일면과 타면의 위치를 반전시키는 과정 이전에, 상세하게는, 기판을 스테이지에 마련하는 과정과 기판의 일면과 타면의 위치를 반전시키는 과정 사이에, 반전기의 기판 흡착면을 일 방향으로 회전시켜 기판 흡착면을 스테이지상의 기판에 접촉시키는 과정을 더 포함할 수 있다.

또한, 기판의 일면과 타면의 위치를 반전시키는 과정과 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정 사이에, 스테이지를 하강시키는 과정, 반전기를 수평 이동시키거나 스테이지의 상측에 배치된 레이저 발진부를 수평 이동시켜, 레이저 빔의 진행 경로에 기판의 타면을 위치시키는 과정을 더 포함할 수 있다.

한편, 이하에서 제1 실시 예의 반전기(300)와 제2 실시 예의 반전기(300’)를 구분할 필요가 없을 때는 “반전기(300)”라 통칭한고, 또한, 이들을 구분해야 하는 경우, “제1 실시 예의 반전기”와 제2 실시 예의 반전기”로 구분하여 설명한다.

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

이후, 기판(S)의 일면에 레이저 빔(L)을 조사한다. 이 과정에서 레이저 발진부(10)로 레이저 빔(L)을 조사하여 기판(S)의 일면의 결함을 리페어할 수 있다.

이후, 반전기(300)의 기판 흡착면을 일 방향으로 회전시켜 기판 흡착면을 스테이지(20)상의 기판(S)에 접촉시킨다. 즉, 회전축(320)을 중심으로 흡착부(310)를 회전시켜 흡착부(310)의 기판 접촉면을 기판(S)의 일면에 접촉시킨다.

여기서, 제1 실시 예의 반전기는 상술한 과정을 수행하는 동안 스테이지(20)의 높낮이가 소정 높이에서 유지될 수 있다. 한편, 제2 실시 예의 반전기는, 회전 시 스테이지(20)와 제2 실시 예의 반전기의 충돌을 피하기 위해, 제2 실시 예의 반전기의 기판 흡착면을 일 방향으로 회전시키기 전에, 스테이지(20)가 하강하거나 제2 실시 예의 반전기가 상승하고, 제2 실시 예의 반전기의 기판 흡착면을 일 방향으로 회전시킨 이후, 스테이지(20)가 상승하거나 제2 실시 예의 반전기가 하강하여 기판 흡착면을 스테이지(20)상의 기판(S)에 접촉시킬 수 있다.

이후, 기판(S)을 회전시켜 기판(S)의 일면과 타면의 위치를 반전시킨다. 즉, 진공 펌프로 오목부에 진공을 형성하여 포러스 척의 하면 전체를 이용해서 기판(S)의 일면 전체를 균일하게 흡착한다. 이후, 흡착부(310)를 타 방향으로 회전 복귀시킨다. 이처럼 기판(S)을 회전시킬 때, 다공질로 형성된 기판 접촉면을 가진 반전기를 이용하여 기판(S)의 일면을 흡착한 후, 기판 흡착면을 회전시킬 수 있다. 이때, 기판 접촉면의 기공을 이용하여, 기판 접촉면에 기판(S)을 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착시킬 수 있다.

이때, 제1 실시 예의 반전기의 경우, 스테이지(20)나 제1 실시 예의 반전기의 높낮이 변화 없이도 흡착부(310)를 타 방향으로 회전 복귀시킬 수 있다. 한편, 제2 실시 예의 반전기의 경우, 흡착부(310’)를 타 방향으로 회전 복귀시키기 전에, 스테이지(20)나 제2 실시 예의 반전기의 높낮이를 조절하여, 흡착부(310’)와 스테이지(20)의 충돌을 방지할 수 있다.

이후, 스테이지(20)를 하강시킨다. 이후, 반전기(300)를 수평 이동시키거나 레이저 발진부(10)를 수평 이동시켜 레이저 빔(L)의 진행 경로에 기판(S)의 타면을 위치시킨다. 즉, 반전기(300)를 수평 이동시켜 기판(S)을 레이저 발진부(10)의 하측에 위치시킨다. 또는, 레이저 발진부(10)를 수평 이동시켜 레이저 빔(L)의 진행 경로에 기판(S)의 타면을 위치시킨다.

이때, 제2 실시 예의 반전기의 경우, 반전기(300)를 수평 이동시키거나 레이저 발진부(10)를 수평 이동시키는 과정이 생략될 수도 있다.

이후, 레이저 발진부(10)로 레이저 빔을 조사하여 기판(S)의 타면 예컨대 하면에 레이저 빔(L)을 조사하고, 기판(S)의 타면의 결함을 리페어할 수 있다. 이후, 기판(S)을 스테이지(20)에 위치시키고, 스테이지(20)를 소정 위치로 이동 또는 수평 회전시킨 후, 예컨대 점등 검사 등의 후속 공정을 실시한다. 이 후속 공정은 스테이지(20)가 지지된 턴 스테이지의 소정 위치에서 수행될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법은, 기판의 일면 예컨대 상면에 레이저 빔을 조사하는 과정을 더 포함할 수 있다. 이때, 이 과정은 기판(S)을 스테이지(20)에 마련하는 과정과 기판(S)의 일면과 타면의 위치를 반전시키는 과정 사이에 수행될 수 있다. 또는, 이 과정은 기판(S)의 타면에 레이저 빔(L)을 조사하는 과정 이후에, 기판(S)의 일면과 타면의 위치를 복원시킨 후 기판(S)을 스테이지(20)에 지지시키고, 이후 수행될 수 있다. 즉, 실시 예에서는 기판(S)의 일면과 타면을 임의의 순서로 리페어할 때, 반전기(300)를 사용하여 상기 일면과 타면의 위치를 원활히 전환시킬 수 있다. 기판(S)의 일면에 레이저 빔(L)을 조사하는 과정에서 레이저 발진부(10)로 레이저 빔(L)을 조사하여 기판(S)의 일면의 결함을 리페어할 수 있다.

한편, 기판(S)을 스테이지(20)에 마련하는 과정과 기판(S)의 일면과 타면의 위치를 반전시키는 과정 사이에, 기판(S)의 일면에 레이저 빔(L)을 조사하는 과정을 수행할 경우, 반전기(300)의 기판 흡착면을 일 방향으로 회전시켜 기판 흡착면을 스테이지(20)상의 기판(S)에 접촉시키는 과정은, 기판(S)의 일면에 레이저 빔(L)을 조사하는 과정과 기판(S)의 일면과 타면의 위치를 반전시키는 과정 사이에 수행될 수 있다.

본 발명의 실시 예(제1 실시 예)의 반전기는 외팔보 구조에서 흡착부의 끝단에 쳐짐이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 반전기는 레벨 조절 구조를 가질 수 있다.

레벨 조절 구조는 예컨대 서스 재질의 지지판(316)과 간격 조절이 가능한 조절 볼트(317) 예컨대 레벨 볼트를 포함하며, 지지판(316)이 하우징의 배면을 덮고, 조절 볼트(317)가 지지판(316)의 각 모서리를 관통하여 장착된다. 조절 볼트(317)가 회전하며 승강하여 지지판(316)과 하우징(311) 간격을 조절하여 흡착부(310)의 끝단 처짐을 정확하게는 기판 접촉면의 끝단 처짐을 방지한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 흡착부의 처짐 방지 구조를 필요성을 설명하기 위한 도면이다. 도 6의 (a)는 후술하는 흡착부 구조체(310a)의 회전 시, 흡착부 구조체(310a)에 가해지는 하중이 증가할수록 흡착부 구조체(310a)의 변형을 그래프로 그린 도면이다. 하중이 증가할수록 처짐이 증가하는 것을 볼 수 있다.

도 6의 (b)를 보면, 흡착부 구조체(310a)를 지지하는 축 구조체(330a)와 축 구조체(330a)를 지지하는 베어링(330b)의 처짐 실험을 위한 모형 구조를 보여주는 것이다. 여기서, 흡착부 구조체(310a)는 실시 예의 흡착부(310)에 대응하도록 만든 처짐 실험용 구조체고, 축 구조체(330a) 및 베어링(330b)은 실시 예의 회전축(320)에 대응하도록 만든 처짐 실험용 구조체다.

처짐 실험에서 축 구조체(330a)의 연장 길이(d1)를 약 408mm 로 하고, 이를 지지하는 베어링들 간격(d2)을 100mm로 정했다. 외팔보에 균일하게 하중을 분포시키는데 이의 크기(1)를 30kg로 했다. 이 조건으로 공학 시물레이션 프로그램을 가동하여 처짐을 해석하였다. 이때, 각 베어링에 걸린 제1모멘트(2)가 105kg이고, 제2모멘트(2')가 -45kg으로 나왔다. 그 결과를 도 6(c)에 도시하였다. 즉, 상기 조건으로 처침 실험을 하고, 실험 결과를 반영하여, 그 결과를 도 6(c)에 도시하였다. 그 결과 수 내지 수십 ㎛의 처짐이 발생하는 것을 확인할 수 있고, 특히 흡착부 구조체(310a)의 일측 모서리에 처짐이 집중됨을 알 수 있다. 따라서, 실시 예는 레벨 조절 구조로, 지지판(316)이 하우징의 배면을 덮고 조절 볼트(317)가 지지판(316)의 각 모서리를 관통하여 장착된다. 실시 예의 구조에서 흡착부의 끝단에 쳐짐이 발생하는 것을 방지하도록 레벨 조절 구조를 이용하여 끝단 모서리의 높이를 수 마이크로 미터 단위로 조절하여, 기판 접촉면의 평탄도를 유지시킬 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 315: 포러스 척

Claims (14)

1. 레이저 빔을 발진 가능한 레이저 발진부;
   상기 레이저 발진부의 하측에 승강 가능하게 배치되고, 기판이 안착되는 스테이지;
   상기 레이저 발진부의 하측에서 수평 이동이 가능하게 배치되고, 적어도 일부가 회전하며 상기 기판에 접촉하는 반전기;를 포함하고,
   상기 반전기는,
   상기 스테이지를 마주보고, 일면에 다공질로 형성된 기판 접촉면이 위치하는 흡착부;
   상기 기판 접촉면의 끝단 처짐을 방지하도록, 상기 흡착부의 타면을 커버하여 장착되어 상기 흡착부와의 간격을 조절하는 레벨 조절 구조;를 포함하고,
   상기 레벨 조절 구조는,
   상기 흡착부의 타면을 커버하는 지지판;
   상기 지지판의 모서리를 관통하도록 장착되고, 회전에 의해 승강하며, 상기 지지판의 모서리에서 상기 지지판과 상기 흡착부 사이의 간격을 조절하는 조절 볼트;를 포함하고,
   상기 기판 접촉면은 포러스 척으로 형성되고,
   상기 포러스 척은,
   분할형으로 형성되고, 상기 기판의 면적 및 형태에 따라 개수와 면적이 정해지며, 하나의 기판 흡착면을 형성하는 복수의 포러스 척 분판;
   상기 복수의 포러스 척 분판 각각의 사이를 물리적으로 차단하도록 설치되는 격벽;을 포함하는 레이저 처리 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 포러스 척 분판의 기공에 의해 상기 포러스 척 분판에 상기 기판이 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착되는 레이저 처리 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 반전기와 상기 스테이지는 수평 방향 및 상하 방향으로 상대 이동이 가능한 레이저 처리 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 반전기는,
   상기 반전기의 이동 방향에 교차하는 방향으로 연장되고, 상기 흡착부에 연결되는 회전 축;
   상기 회전축이 장착되는 구동부;
   상기 흡착부에 연결되는 진공 펌프;를 포함하는 레이저 처리 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 회전축은 상기 흡착부의 중심부에 연결되는 레이저 처리 장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 회전축은 상기 흡착부의 일측 가장자리에 연결되는 레이저 처리 장치.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 흡착부는,
   일면에 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.
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서
   상기 기판 접촉면은 기공의 크기가 2 내지 100㎛의 범위로 형성되는 레이저 처리 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 접촉면은 전기 전도성 재질을 포함하는 레이저 처리 장치.
11. 기판을 스테이지에 마련하는 과정;
    상기 기판을 회전시켜 상기 기판의 일면과 타면의 위치를 반전시키는 과정;
    상기 기판의 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정;을 포함하고,
    상기 기판을 회전시킬 때,
    다공질 및 분할형으로 형성된 포러스 척을 가진 반전기를 이용하여 상기 기판의 일면을 흡착하고, 상기 반전기에 구비된 레벨 조절 구조를 이용하여 상기 포러스 척이 삽입된 하우징의 끝단 모서리의 높이를 조절하여 상기 포러스 척의 평탄도를 유지하며, 상기 포러스 척을 회전시키고,
    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.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 포러스 척 분판의 기공을 이용하여, 상기 포러스 척 분판에 상기 기판을 전체 영역에 걸쳐 균일하게 흡착시키는 레이저 처리 방법.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 기판의 일면에 레이저 빔을 조사하는 과정;을 더 포함하고,
    상기 일면에 레이저 빔을 조사하는 과정은,
    상기 기판을 스테이지에 마련하는 과정과 상기 위치를 반전시키는 과정 사이에 수행하거나, 상기 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정 이후에 상기 기판의 일면과 타면의 위치를 복원시킨 후 수행하는 레이저 처리 방법.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치를 반전시키는 과정 이전에,
    상기 반전기의 포러스 척 분판을 일 방향으로 회전시켜 상기 포러스 척 분판을 상기 스테이지상의 기판에 접촉시키는 과정;을 더 포함하고,
    상기 위치를 반전시키는 과정과 상기 타면에 레이저 빔을 조사하는 과정 사이에,
    상기 반전기를 수평 이동시키거나 상기 스테이지의 상측에 배치된 레이저 발진부를 수평 이동시켜, 레이저 빔의 진행 경로에 상기 기판의 타면을 위치시키는 과정;을 더 포함하는 레이저 처리 방법.

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