KR102092712B1 - Laser processing apparatus and method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내부에 공간을 가지는 챔버, 레이저 빔의 진행 경로에 위치하도록 상기 챔버의 일측에 설치되는 투과창, 레이저 빔의 진행 경로에 기판을 위치시킬 수 있도록 상기 챔버에 이동 가능하게 설치되는 스테이지, 상기 투과창과 상기 스테이지 사이에 설치되며, 레이저 빔의 진행 경로를 사이에 두고 상기 스테이지의 이동 방향으로 각각 이격되어 설치되는 석션 유닛을 포함하는 레이저 처리 장치와, 스테이지를 공정 진행 방향으로 이동시키며, 상기 기판에 레이저 빔을 조사하는 과정, 상기 스테이지를 공정 진행 방향으로 이동시키는 동안, 레이저 빔의 진행 경로를 사이에 두고 공정 진행 방향으로 서로 이격되어 설치된 석션 유닛을 이용하여 이물을 흡입하는 과정, 상기 챔버에서 기판을 반출하는 과정을 포함하는 레이저 처리 방법으로서, 이물에 의한 오염을 억제하거나 방지할 수 있는 레이저 처리 장치 및 방법이 제시된다.The present invention includes a chamber having a space therein, a transmission window installed on one side of the chamber so as to be positioned in the path of the laser beam, and a stage movably installed in the chamber so as to position the substrate in the path of the laser beam, The laser processing apparatus including a suction unit installed between the transmission window and the stage and spaced apart from each other in the moving direction of the stage with a path of the laser beam interposed therebetween, and moving the stage in the process proceeding direction, the The process of irradiating the laser beam to the substrate, while moving the stage in the process progress direction, the process of inhaling foreign matter by using the suction unit installed spaced apart from each other in the process progress direction with the progress path of the laser beam therebetween, the chamber In the laser processing method comprising the step of taking the substrate out, The laser processing apparatus and method are provided that can suppress or prevent the contamination by.
Description
본 발명은 레이저 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이물에 의한 오염을 억제하거나 방지할 수 있는 레이저 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing apparatus and method, and more particularly, to a laser processing apparatus and method that can suppress or prevent contamination by foreign matter.
플렉서블 디스플레이(flexible display)는 얇고 가벼우며 충격에 강하고 기능의 손실 없이 접거나 구부릴 수 있어 다양한 형태로 제작할 수 있는 차세대 디스플레이다.The flexible display is a next-generation display that can be manufactured in various forms because it is thin, light, shock-resistant, and can be folded or bent without loss of function.
플렉서블 디스플레이를 제조하기 위한 기판 예컨대 PI 필름은 취급이 어렵기 때문에 플랙서블 디스플레이를 제조하기 위해서는 PI 필름을 캐리어 글라스에 고정시킨 상태에서 PI 필름상에 각종 소자나 박막을 적층 형성한 후 캐리어 글라스에서 PI 필름을 분리해야 한다.Since a substrate for manufacturing a flexible display, such as a PI film, is difficult to handle, in order to manufacture a flexible display, in the state where the PI film is fixed to the carrier glass, various elements or thin films are laminated on the PI film, and then PI in the carrier glass The film must be separated.
통상의 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off; LLO) 공정은 엑시머 레이저 빔을 이용하여 기판상에 형성된 박막을 분리하는 공정이고, 이 공정을 수행하여 플렉서블 디스플레이의 제조 시 캐리어 글라스에서 PI 필름을 분리할 수 있다.A typical laser lift off (LLO) process is a process of separating a thin film formed on a substrate using an excimer laser beam, and performing this process can separate the PI film from the carrier glass during manufacture of a flexible display. have.
한편, 레이저 리프트 오프 공정을 수행하는 중에, 박막 또는 소자의 분리를 위한 엑시머 레이저 빔의 조사 구간에서 레이저 빔에 의한 열과 기판 간의 화학 작용에 의한 부산물로서 흄(fume)이 다량 생성된다. 다량의 흄은 기판의 상부로 비산하여 옵틱렌즈에 부착되거나, 기판을 지지 중인 스테이지에 고착되는 등 챔버의 내부를 오염시킨다.On the other hand, during the laser lift-off process, a large amount of fume is generated as a by-product of the chemical action between heat and the substrate by the laser beam in the irradiation section of the excimer laser beam for separation of the thin film or device. A large amount of fume scatters to the top of the substrate and contaminates the interior of the chamber, such as being attached to an optical lens or being fixed to a stage supporting the substrate.
종래에는 엑시머 레이저 빔의 진행 경로 부근에 석션 유닛을 설치하여 공정 시 발생하는 흄을 흡입하였다. 종래의 석션 유닛은 블로어에 연결되어 흡입력을 인가받는 구조이면서 포트를 통하여 흄을 흡입하는 구조이다. 이 같은 구조에서는 흡입 유량과 흡입단면적을 충분하게 확보할 수 없고, 블로어에서 포트로 갈수록 압력이 손실됨에 따라 배기가 원활하지 못하다.Conventionally, a suction unit is installed in the vicinity of the traveling path of the excimer laser beam to inhale fumes generated during the process. Conventional suction unit is a structure that is connected to a blower and receives suction power, but also sucks fume through a port. In this structure, the suction flow rate and the suction cross-sectional area cannot be sufficiently secured, and the exhaust is not smooth as the pressure decreases from the blower to the port.
특히, 공정을 수행하는 중에 기판은 스테이지에 지지되어 고속으로 이동하기 때문에 석션 유닛이 짧은 시간동안 기판상의 넓은 영역에서 많은 흡입 유량을 감당해야 하는데, 종래의 석션 유닛은 상술한 구조적인 한계에 의해 기판에서 생성되는 다량의 흄을 충분히 흡입하여 제거할 수 없는 문제점을 가진다.Particularly, during the process, the substrate is supported on the stage and moves at high speed, so the suction unit has to handle a large amount of suction flow in a large area on the substrate for a short time. In the conventional suction unit, the substrate is subject to the structural limitations described above. There is a problem that can not be removed by sufficiently inhaling the large amount of fume generated in the.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌들에 게재되어 있다.The technology that is the background of the present invention is published in the following patent documents.
본 발명은 챔버의 내부에 생성되는 기류를 활용하여 이물을 원활하게 흡입할 수 있는 레이저 처리 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a laser processing apparatus and method capable of inhaling foreign substances smoothly by utilizing airflow generated inside the chamber.
본 발명은 코안다 효과(Coanda effect)를 이용하여 이물을 효과적으로 흡입할 수 있는 레이저 처리 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a laser processing apparatus and method capable of effectively inhaling foreign substances using a Coanda effect.
본 발명은 이물에 의한 오염을 억제 또는 방지할 수 있는 레이저 처리 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a laser processing apparatus and method that can suppress or prevent contamination by foreign matter.
본 발명의 실시 형태에 따른 레이저 처리 장치는, 내부에 공간을 가지는 챔버; 레이저 빔의 진행 경로에 위치하도록 상기 챔버의 일측에 설치되는 투과창; 레이저 빔의 진행 경로에 기판을 위치시킬 수 있도록 상기 챔버에 이동 가능하게 설치되는 스테이지; 및 상기 투과창과 상기 스테이지 사이에 설치되는 석션 유닛;을 포함하고, 상기 석션 유닛은 레이저 빔의 진행 경로를 사이에 두고 상기 스테이지의 이동 방향으로 각각 이격되어 설치된다.The laser processing apparatus according to the embodiment of the present invention includes a chamber having a space therein; A transmission window installed on one side of the chamber so as to be positioned in a path of the laser beam; A stage movably installed in the chamber so as to position the substrate in the path of the laser beam; And a suction unit installed between the transmission window and the stage, wherein the suction unit is installed spaced apart in a moving direction of the stage with a path of the laser beam interposed therebetween.
상기 석션 유닛은 코안다 효과를 이용하여 흡입력을 제어 가능하게 형성될 수 있다.The suction unit may be formed to control suction power using the Coanda effect.
상기 스테이지는 레이저 빔의 진행 경로에 교차하는 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 각각의 석션 유닛은 레이저 빔의 진행 경로에 교차하는 방향으로 마주보도록 설치될 수 있다.The stage is movably installed in a direction crossing the progress path of the laser beam, and each suction unit may be installed to face the direction crossing the progress path of the laser beam.
상기 스테이지의 이동 방향에 따라서 각각의 석션 유닛이 번갈아 작동하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.It may include; a control unit for controlling each suction unit to operate alternately according to the moving direction of the stage.
상기 제어부는 상기 스테이지가 이동하는 방향에 대하여 선행하는 석션 유닛을 선택하여 작동시키도록 형성될 수 있다.The control unit may be formed to select and operate a preceding suction unit with respect to a direction in which the stage moves.
상기 석션 유닛은, 레이저 빔의 진행 경로에 교차하는 방향으로 설치되며, 레이저 빔의 진행 경로를 향하도록 흡입구가 형성되는 노즐; 상기 흡입구에서 상기 노즐의 내부를 향하는 방향으로, 상기 노즐의 내부에 유체를 분사 가능하게 장착되는 증폭기;를 포함할 수 있다.The suction unit is installed in a direction intersecting the path of the laser beam, the nozzle is formed with a suction port toward the path of the laser beam; It may include; in the direction toward the inside of the nozzle from the inlet, the amplifier is mounted to enable injection of fluid inside the nozzle.
상기 노즐은, 레이저 빔의 진행 경로를 마주보는 일면에 제1흡입구가 형성되고, 상기 스테이지를 마주보는 하면에 제2흡입구가 형성되며, 상기 증폭기는, 상기 노즐의 내부에서 레이저 빔의 진행 경로를 따라 이격되어 각각 상기 제1흡입구에 접하여 장착되고, 상기 노즐의 내부를 향하는 각각의 일면에 슬릿이 형성될 수 있다.The nozzle, the first suction port is formed on one surface facing the progress path of the laser beam, the second suction port is formed on the lower surface facing the stage, the amplifier, the inside of the nozzle, the laser beam progress path Accordingly, they are spaced apart and respectively mounted in contact with the first suction port, and slits may be formed on each side facing the inside of the nozzle.
상기 석션 유닛은, 상기 제1흡입구에 대향하는 상기 노즐의 타면에 장착되는 배기 포트; 각각의 증폭기의 측면에 장착되어 유체를 공급하는 제1공급 포트; 상기 배기 포트에 장착되어 유체를 분사하는 제2공급 포트; 상기 증폭기 중 상대적으로 하측에 위치하는 일 증폭기의 상면에 장착되고, 상대적으로 상측에 위치하는 타 증폭기의 하면에서 이격되는 디플렉터;를 포함할 수 있다.The suction unit includes: an exhaust port mounted on the other side of the nozzle facing the first suction port; A first supply port mounted on the side of each amplifier to supply fluid; A second supply port mounted on the exhaust port to eject fluid; It may include a; a deflector that is mounted on the upper surface of one of the amplifier relatively positioned on the lower side, and spaced apart from the lower surface of the other amplifier located on the relatively upper side.
상기 슬릿은, 상기 증폭기의 일면을 레이저 빔의 진행 경로에 교차하는 방향으로 관통하여 형성되고, 내부면들 중 레이저 빔의 진행 경로를 따라 서로 이격되어 서로 마주보는 상면과 하면의 길이가 다를 수 있다.The slit is formed by penetrating one surface of the amplifier in a direction intersecting the progress path of the laser beam, and the lengths of the upper and lower surfaces facing each other spaced apart from each other along the progress path of the laser beam among the inner surfaces may be different. .
상기 석션 유닛에서 이격되어 상기 스테이지를 향하여 설치되는 제거 유닛; 상기 석션 유닛 및 제거 유닛에 연결되어 흡입력을 인가하는 배기 유닛; 및 상기 석션 유닛에 연결되어 유체를 공급하는 유체 공급 유닛;을 포함할 수 있다.A removal unit spaced apart from the suction unit and installed toward the stage; An exhaust unit connected to the suction unit and the removal unit to apply suction force; And a fluid supply unit connected to the suction unit to supply fluid.
상기 제거 유닛은 하면에 초음파 출력 포트 및 흡입 포트를 구비할 수 있다.The removal unit may include an ultrasonic output port and a suction port on the lower surface.
본 발명의 실시 형태에 따른 레이저 처리 방법은, 기판을 챔버에 반입하여 스테이지 상에 마련하는 과정; 상기 스테이지를 공정 진행 방향으로 이동시키며, 상기 기판에 레이저 빔을 조사하는 과정; 및 상기 챔버에서 기판을 반출하는 과정;을 포함하고, 상기 스테이지를 공정 진행 방향으로 이동시키는 동안, 레이저 빔의 진행 경로를 사이에 두고 공정 진행 방향으로 서로 이격되어 설치된 석션 유닛을 이용하여 이물을 흡입하는 과정;을 수행할 수 있다.A laser processing method according to an embodiment of the present invention includes the steps of bringing a substrate into a chamber and providing it on a stage; Moving the stage in a process proceeding direction, and irradiating a laser beam to the substrate; And carrying out the substrate from the chamber; while moving the stage in the process proceeding direction, suck the foreign matter by using the suction unit installed spaced apart from each other in the process proceeding direction with the progress path of the laser beam therebetween. The process can be performed.
상기 챔버에서 기판을 반출하는 과정 이후, 상기 스테이지를 공정 진행 방향으로 이동시키며, 상기 스테이지에 초음파를 조사하는 과정;을 포함하고, 상기 스테이지에 초음파를 조사하는 동안, 상기 석션 유닛을 이용하여 이물을 흡입하는 과정;을 수행할 수 있다.After the process of discharging the substrate from the chamber, the stage is moved in the process proceeding direction, the process of irradiating ultrasonic waves to the stage; including, while irradiating ultrasonic waves to the stage, using the suction unit foreign matter Inhalation process; can be performed.
상기 석션 유닛을 이용하여 이물을 흡입하는 과정은, 상기 스테이지의 이동에 의하여 상기 챔버의 내부에 생성되는 기류에 일치하는 흡입 방향을 가진 석션 유닛을 선택한 후, 선택된 석션 유닛을 작동시켜 이물을 흡입하는 과정;을 포함할 수 있다.In the process of suctioning the foreign material using the suction unit, after selecting the suction unit having a suction direction corresponding to the airflow generated inside the chamber by the movement of the stage, the selected suction unit is operated to suck the foreign matter. Process; may include.
상기 석션 유닛을 이용하여 이물을 흡입하는 과정은, 코안다 효과를 이용하여 상기 석션 유닛의 흡입력을 제어하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of inhaling foreign substances using the suction unit may include controlling a suction force of the suction unit using a Coanda effect.
상기 석션 유닛의 흡입력을 제어하는 과정은, 상기 석션 유닛의 흡입 방향으로, 상기 석션 유닛의 내부에 유체를 분사하여 흡입력을 증가시키는 과정;을 포함할 수 있다.The process of controlling the suction force of the suction unit may include, in the direction of suction of the suction unit, increasing a suction force by spraying a fluid inside the suction unit.
상기 유체는 압축공기를 포함하고, 상기 이물을 흄을 포함할 수 있다.The fluid includes compressed air, and the foreign matter may contain fume.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 챔버의 내부에 생성되는 기류를 활용하여 이물을 원활하게 흡입할 수 있고, 코안다 효과를 이용하여 이물을 효과적으로 흡입할 수 있다. 따라서, 이물에 의해 챔버의 내부가 오염되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to smoothly inhale foreign substances by utilizing the airflow generated inside the chamber, and effectively inhale foreign substances using the Coanda effect. Therefore, it is possible to suppress or prevent contamination of the interior of the chamber by foreign matter.
예컨대 엑시머 레이저 빔을 이용한 레이저 리프트 오프 공정에 적용되면, 엑시머 레이저 빔의 진행 경로를 사이에 두고 스테이지의 이동 방향으로 이격되어 설치된 각각의 노즐을 스테이지의 이동에 맞춰 번갈아 작동시키며 스테이지의 이동에 의한 챔버 내부의 기류에 노즐의 흡입 방향을 일치시킬 수 있다. 이처럼 노즐의 흡입 방향이 챔버 내부의 기류에 일치하면 챔버 내부의 기류가 노즐로 불어 들어오면서 흄을 노즐 쪽으로 밀어주기 때문에 노즐이 흄을 원활하게 흡입할 수 있다. 따라서, 노즐이 챔버 내부의 기류를 활용하여 흄을 원활하게 흡입할 수 있다.For example, when applied to a laser lift-off process using an excimer laser beam, each nozzle installed spaced apart in the moving direction of the stage with the traveling path of the excimer laser beam therebetween is operated alternately according to the movement of the stage, and the chamber caused by the movement of the stage It is possible to match the suction direction of the nozzle to the internal air flow. If the suction direction of the nozzle matches the airflow inside the chamber, the airflow inside the chamber blows into the nozzle and pushes the fume toward the nozzle, so the nozzle can suck the fume smoothly. Therefore, the nozzle can smoothly inhale fume by utilizing the air flow inside the chamber.
또한, 각각의 노즐이 번갈아 작동할 때 작동 중인 노즐의 내부에 압축공기가 분사되면서 노즐의 흡입력을 증가시켜 노즐로 흡입되는 기체의 유량을 수십배 증가시킬 수 있다. 즉, 노즐의 내부로 분사되는 압축공기에 의한 코안다 효과를 이용하여 노즐의 흡입력을 증가시켜 흄을 효과적으로 흡입할 수 있다.In addition, as each nozzle alternately operates, compressed air is injected into the working nozzle to increase the suction power of the nozzle to increase the flow rate of the gas sucked into the nozzle several tens of times. That is, it is possible to effectively inhale fume by increasing the suction power of the nozzle by using the Coanda effect by compressed air injected into the inside of the nozzle.
이로부터 엑시머 레이저 빔을 조사하여 기판을 처리하는 중에 생성된 대량의 흄이 챔버의 내부에서 비산하며 투과창과 스테이지 등을 오염시키는 것을 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.From this, a large amount of fume generated during the processing of the substrate by irradiating the excimer laser beam scatters inside the chamber and can effectively suppress or prevent contamination of the transmission window and the stage.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 석션 유닛의 개략도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 석션 유닛의 작동도이다.1 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a suction unit according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 is an operation diagram of the suction unit according to an embodiment of the present invention.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and will be implemented in various different forms. Only the embodiments of the present invention are provided to make the disclosure of the present invention complete, and to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art. The drawings may be exaggerated to describe embodiments of the present invention, and the same reference numerals in the drawings refer to the same elements.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 석션 유닛의 개략도이다. 이때, 도 2의 (a)는 석션 유닛의 전체 형상을 도시한 개략도이고, 도 2의 (b)는 석션 유닛의 노즐을 분리하여 도시한 개략도이다. 도 2의 (c)는 노즐의 일측면을 제거하여 석션 유닛의 내부를 도시한 개략도이며, 도 2의 (d)는 석션 유닛의 일측을 절단하여 그 내부를 도시한 개략도이다.1 is a schematic view of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view of a suction unit according to an embodiment of the present invention. At this time, Figure 2 (a) is a schematic view showing the overall shape of the suction unit, Figure 2 (b) is a schematic view showing the separation of the nozzle of the suction unit. 2 (c) is a schematic view showing the inside of the suction unit by removing one side of the nozzle, and FIG. 2 (d) is a schematic view showing the inside of the suction unit by cutting one side.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 석션 유닛의 작동도이다. 이때, 도 3은 스테이지를 공정 진행 방향으로 전진 이동시키며, 석션 유닛으로 이물을 흡입하는 과정을 도시한 작동도이고, 도 4는 스테이지를 공정 진행 방향으로 후진 이동시키며, 석션 유닛으로 이물을 흡입하는 과정을 도시한 작동도이다. 도 5는 스테이지에 초음파를 조사하며, 제거 유닛과 석션 유닛으로 이물을 흡입하는 과정을 도시한 작동도이다.3 to 5 is an operation diagram of the suction unit according to an embodiment of the present invention. At this time, Figure 3 is an operation diagram showing the process of moving the stage forward in the process proceeding direction, and suctioning the foreign material with the suction unit, Figure 4 is moving the stage backward in the process progressing direction, and suction the foreign matter with the suction unit It is an operation diagram showing the process. 5 is an operation diagram illustrating a process of irradiating ultrasonic waves to the stage and sucking foreign substances through the removal unit and the suction unit.
도 1 내지 도 5을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 장치는, 챔버(100), 광 조사 유닛(200), 광원(300), 스테이지(400), 석션 유닛(500), 제거 유닛(600), 배기 유닛(700), 유체 공급 유닛(미도시) 및 제어부(800)를 포함할 수 있다. 이하에서는 엑시머 레이저 빔을 이용하여 기판상의 박막소자를 기판으로부터 분리하는 레이저 리프트 오프 공정을 수행하는 레이저 처리 장치를 기준으로 실시 예를 설명한다.1 to 5, the laser processing apparatus according to the embodiment of the present invention, the
챔버(100)는 내부에 기판(S)이 처리될 수 있는 공간을 가지며, 그 단면이 사각형인 통 형상이나, 이에 한정되지 않고, 기판(S)의 형상에 대응하는 다양한 형상으로 변경될 수 있다. 챔버(100)의 일측 예컨대 상부벽의 일측에는 석영(quartz)으로 이루어진 투과창(210)이 설치되는데, 투과창(210)은 챔버(100)의 상부벽의 일측에 설치되되, 광 조사 유닛(200)의 상부를 커버하도록 설치될 수 있다. 물론, 투과창(210)은 광원(300)에서 출력된 광을 광 조사 유닛(200)측으로 안내할 수 있는 것을 만족하는 어떠한 위치에 설치되어도 무방하다. 챔버(100)의 측벽에는 게이트(미도시)가 마련되며, 게이트를 통하여 기판(S)이 챔버(100)의 내외부를 출입할 수 있다. 챔버(100)는 내부 분위기를 예컨대 진공 분위기나 저압 분위기 또는 불활성 분위기 등으로 제어 가능하도록 진공펌프(미도시)나 가스 공급기(미도시) 등을 더 포함할 수도 있다.The
기판(S)은 예컨대 PI(Polyimide) 필름상에 각종 소자나 박막이 적층 형성된 박막소자 기판을 포함할 수 있고, 캐리어 글라스(g)상에 마련될 수 있다. 물론, 기판은 상면에 각종 박막이나 소자 등이 형성되는 공정이 진행 중이거나 종료된 반도체 소자 제조용의 실리콘 기판이나 디스플레이 장치 제조용의 글라스 기판 등 다양할 수 있고, 그 형상은 원판 형상이나 사각판 형상 등 다양할 수 있다.The substrate S may include, for example, a thin film device substrate in which various devices or thin films are stacked on a PI (Polyimide) film, and may be provided on the carrier glass g. Of course, the substrate may be various, such as a silicon substrate for manufacturing a semiconductor device or a glass substrate for manufacturing a display device in which a process in which various thin films or elements are formed on the upper surface is in progress or terminated, and the shape thereof is a disk shape or a square plate shape. It can vary.
광 조사 유닛(200)은 챔버(100)의 상부벽에 설치되되, 투과창(210)을 광 예컨대 레이저 빔(L)의 진행 경로에 위치시키도록 설치될 수 있고, 광원(300)에서 출력된 광을 챔버(100)의 내부로 안내할 수 있다. 광 조사 유닛(200)은 광이 통과 가능한 상하방향 예컨대 Y축 방향(Y)의 통로를 구비하는 제1바디(220), 제1바디(220)의 하부에 장착되며, 제1바디(220)의 통로와 상하방향으로 연통하는 통로를 구비하는 제2바디(230), 광의 진행 경로 예컨대 레이저 빔의 진행 경로에 위치하도록 챔버(100)의 일측에 설치되되 제1바디(220)의 통로 상단부에 장착되며, 광이 투과 가능한 투과창(210)을 포함할 수 있다. 광 조사 유닛(200)은 하면에 석션 유닛(500)이 장착될 수 있고, 이에, 투과창(210)은 그 하측에 위치하는 석션 유닛(500)에 의해 이물에 의한 오염이 억제 또는 방지될 수 있다.The
광 조사 유닛(200)은 광원(300)으로부터 출력되는 광의 일부를 커팅할 수 있도록 투과창(210)의 상측에서 광의 진행 경로에 접하며 경사지게 설치되는 커터(미도시), 기판(S)에 입사된 후 반사되어 투과창(210)을 통과하는 반사광을 상쇄시키도록 투과창(210)의 상측에서 광의 진행 경로로부터 이격 설치되는 덤프(미도시), 덤프를 냉각시키는 냉각블록(미도시) 등을 더 포함할 수도 있다.The
광원(300)은 챔버(100)의 외부에 설치되고, 기판(S)을 처리하기 위한 광 예컨대 엑시머 레이저 빔(이하, 레이저 빔 이라 함)을 출력할 수 있다. 레이저 빔(L)은 광원(300)에서 출력되어 광 조사 유닛(200)을 통과한 후 기판(S)과 캐리어 글라스(g) 사이의 계면에 조사되어 기판(S)을 캐리어 글라스(g)로부터 분리할 수 있다. 광원(300)은 레이저 소스로서 Ar 레이저, Kr 레이저 및 엑시머 레이저 등 이용하고자 하는 레이저 빔의 파장에 따라 다양한 레이저 소스를 사용할 수 있다. 레이저 빔은 라인 빔의 형상으로 가공될 수 있다.The
스테이지(400)는 광 예컨대 레이저 빔(L)의 진행 경로에 기판(S)을 위치시킬 수 있도록 챔버(100)의 내부에 이동 가능하게 설치될 수 있다. 스테이지(400)는 상면에 기판(S)이 안치될 수 있고, 기판(S)을 공정 진행 방향으로 수평 이송시킬 수 있다. 여기서, 공정 진행 방향은 레이저 빔(L)의 진행 경로에 교차하는 방향으로, 즉, 스테이지(400)는 레이저 빔(L)의 진행 경로에 교차하는 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 스테이지(400)는 공정 진행 방향 예컨대 X축 방향(X)으로 전진(+X) 이동 및 후진(-X) 이동할 수 있도록 예컨대 LM 가이드(미도시) 등에 지지될 수 있다.The
석션 유닛(500)은 투과창(210)과 스테이지(400) 사이에 설치되며, 레이저 빔의 진행 경로를 사이에 두고, 스테이지(400)의 이동 방향 예컨대 X축 방향(X)으로 각각 이격되어 설치될 수 있다. 이를테면, 석션 유닛(500)은 레이저 빔(L)의 진행 경로를 중심으로 하여, 공정 진행 방향 예컨대 X축 방향(X)의 양측으로 이격 설치되는 구조이다. 각각의 석션 유닛(500)은 레이저 빔의 진행 경로에 교차하는 방향으로 마주보도록 설치될 수 있다. 각각의 석션 유닛(500)은 선택적으로 작동하면서 레이저 빔의 조사에 의해 기판(S)으로부터 생성되는 이물 예컨대 흄을 흡입(또는, 흡인이라고도 함)하여 제거하는 역할을 한다.The
석션 유닛(500)은 유체 예컨대 압축공기의 분사에 의한 코안다 효과(Coanda effect)를 이용하여 흡입력을 제어 가능한 구조로 형성될 수 있다. 이때, 상세하게는, 석션 유닛(500)은 코안다 효과를 이용한 흡입력 제어 구조로서 석션 유닛(500)이 기체를 흡입하는 속도보다 빠른 속도로 석션 유닛(500)의 내부벽 측에 석션 유닛(500)의 흡입 방향으로 소량의 유체를 분사할 수 있는 증폭기(520)를 가지는 구조이고, 이에, 코안다 효과를 이용하여 흡입력을 제어할 수 있다.The
석션 유닛(500)은 레이저 빔의 진행 경로에 교차하는 방향으로 설치되며, 레이저 빔의 진행 경로를 향하도록 흡입구가 형성되는 노즐(510), 및 노즐(510)의 흡입구에서 노즐(510)의 내부를 향하는 방향으로 노즐(510)의 내부에 유체 예컨대 압축공기(Fc)를 분사 가능하게 장착되는 증폭기(520)를 포함할 수 있다.The
노즐(510)는 레이저 빔의 폭 방향 예컨대 Z축 방향(Z)으로 연장된 중공의 노즐로서, 레이저 빔(L)의 진행 경로를 마주보는 일면의 전체가 개방되어 제1흡입구(511)가 형성되고, 스테이지(400)를 마주보는 하면의 일부가 개방되어 제2흡입구(512)가 형성될 수 있다. 이때, 제2흡입구(412)는 제1흡입구(511)에 접하여 연통할 수 있다. 노즐(510)은 배기 유닛(700)으로부터 흡입력을 인가받아 챔버(100)의 내부에서 생성되는 기류(Fa)와 흄(f)을 흡입하는 역할을 한다.The
증폭기(520)는 레이저 빔의 폭 방향 예컨대 Z축 방향(Z)으로 연장된 중공의 관으로서, 복수개 구비되며, 각각은 노즐(510)의 내부에서 레이저 빔(L)의 진행 경로를 따라 이격되어 각각 제1흡입구(511)에 접하여 장착될 수 있다.The
증폭기(520)들에 의하여 제1흡입구(511)의 전체가 개방되는 것이 아니라, 제1흡입구(511)의 중심부와 하부가 각각 개방되고, 제1흡입구(511)의 하부에 제2흡입구(512)가 연통되어 개방된다. 이들 공간을 통해서 노즐(510)의 내부로 기체가 흡입될 수 있는데, 하나의 흡입구 구조보다, 본 발명의 실시 예와 같이 상하로 이격되어 국부적으로 개방된 흡입 구조를 가지는 경우, 기판(S)의 상측으로 비산되는 이물 예컨대 흄(f)을 더욱 원활하게 흡입하여 제거할 수 있다.The whole of the
각각의 증폭기(520)는 노즐(510)의 내부를 향하는 각각의 일면에 슬릿(521)이 형성될 수 있고, 이 슬릿(521)을 통하여 증폭기(520)의 내부로 공급된 압축공기를 노즐(510)의 내부로 분사할 수 있다.Each
증폭기(520)는 노즐(510)의 내부로 유체 예컨대 소량의 압축공기(Fc)를 분사하여 노즐(510)의 흡입력을 증가시키는 역할을 한다. 예컨대 압축공기를 노즐(510)의 흡입구에서 노즐(510)의 내부를 향하는 방향으로 분사하게 되면, 압축공기가 노즐(510)의 내벽을 따라 빠르게 유동하면서 코안다 효과에 의하여 노즐(510)의 흡입구 주변 공기 흐름이 가속되어 노즐(510)의 내부로 원활하게 흡입될 수 있고, 후술하는 배기 포트(530)로 원활하게 배기될 수 있다. 이때, 압축공기는 노즐(510)내로 흡입된 흄이 다시 외부로 이탈하는 것을 방지하는 역할도 수행하고, 노즐(510)내로 흡입된 기체와 이물을 배기 포트(730)로 원활하게 안내하는 역할도 수행한다.The
코안다 효과에 의한 유속 및 유량의 증가는 항공기 구조나 내연기관 등의 여러 기술 분야에서 연구문헌이나 특허문헌 등으로 충분히 설명된 것이므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.The increase in flow velocity and flow rate due to the Coanda effect is sufficiently explained by research literature or patent literature in various technical fields such as an aircraft structure or an internal combustion engine, and thus the description thereof is omitted here.
석션 유닛(500)은 제1흡입구(511)에 대향하는 노즐(510)의 타면에 장착되는 배기 포트(530), 각각의 증폭기(520)의 측면에 장착되어 유체를 공급하는 제1공급 포트(540), 배기 포트(530)에 장착되어 유체를 분사하는 제2공급 포트(550)을 포함할 수 있다. 배기 포트(530)는 배기 유닛(700)에 연결되며, 배기 유닛(700)에 의하여 생성된 흡입력을 노즐(510)의 내부로 전달할 수 있다. 챔버(100)의 내부에서 노즐(510)의 내부로 흡입되는 기체(Fs)와 흄(f)은 배기 포트(530)를 통하여 배기 유닛(700)으로 흡입될 수 있다. 제1공급 포트(540)는 증폭기(520)로 압축공기를 공급하는 역할을 하며, 이를 위하여 유체 공급 유닛(미도시)에 연결될 수 있다.The
제2공급 포트(550)는 배기 포트(530)의 내부로 소량의 압축공기를 분사하여 배기 포트(530) 내부를 흐르는 기체의 유속 및 유량을 증폭시키는 역할을 한다. 이에 코안다 효과가 적용될 수 있다. 예컨대 제2공급 포트(550)가 배기 포트(530)의 내부로 유체 예컨대 압축공기를 분사하면 압축공기가 코안다 효과에 의해 배기 포트(530)의 내부면을 따라서 빠르게 흐르게 되고, 이 흐름에 의하여 배기 포트(530) 내부의 유속이 빨라지면서 유량도 많아지게 된다. 제2공급 포트(550)는 유체 공급 유닛(미도시)에 연결되어 압축공기를 공급받을 수 있다.The
석션 유닛(500)은 증폭기(520) 중 상대적으로 하측에 위치하는 일 증폭기의 상면에 장착되고, 상대적으로 상측에 위치하는 타 증폭기의 하면에서 이격되는 디플렉터(560)를 더 포함할 수 있다. 디플렉터(560)는 제1흡입구(511)측을 향하는 일 단부가 배기 포트(530)에서 제1흡입구(511)를 향하는 방향으로 하향 경사지도록 상부면이 형성될 수 있다. 이 상부면의 경사로 인하여, 상하로 이격된 증폭기(520)들 사이의 공간에 기체가 흡입될 때 그 유동 면적을 줄여주면서 유동에 속도를 더하고 방향성을 주게 되어 노즐(510)의 흡입이 더욱 원활할 수 있다. 즉, 디플렉터(560)가 설치된 위치가 노즐목에 해당하는 효과를 주게 되어 기체의 더욱 원활한 흡입이 가능하다.The
한편, 증폭기(520)의 구조를 보면, 도 2의 (d)에 도시된 것처럼, 슬릿(521)은 증폭기(520)의 일면을 레이저 빔의 진행 경로에 교차하는 방향으로 관통하여 형성되되, 슬릿(521)의 내부면들 중 레이저 빔의 진행 경로를 따라 서로 이격되어 서로 마주보는 상면(522)과 하면(523)의 길이가 다르게 형성된다. 이에, 슬릿(521)을 통과하는 압축공기는 레이저 빔의 진행 경로에 교차하는 방향 예컨대 X축 방향(X)으로 슬릿(521)의 상면(522)을 따라 흐르며 방향성을 가지도록 분사될 수 있고, 이에 압축공기에 의한 코안다 효과가 더욱 효과적일 수 있다.On the other hand, looking at the structure of the
증폭기(520)의 일면은 슬릿(521)을 중심으로 상부가 배기 포트(530)에서 제1흡입구(511)를 향하는 방향으로 상향 경사질 수 있고, 하부가 배기 포트(530)에서 제1흡입구(511)를 향하는 방향으로 하향 경사질 수 있다. 즉, 이같은 외면의 경사에 의하여 각각의 흡입구에서 흡입되는 기체(Fs)가 증폭기(520)의 일면에서 경사면들을 타고 흘러 압축공기에 원활하게 빨려들어가며 유속과 유량이 빨라질 수 있다.One surface of the
상술한 바와 같이 형성되는 석션 유닛(500)은 코안다 효과를 활용할 수 있는 구조이기 때문에 예컨대 레이저 빔(L)이 폭 방향으로 길어지며 흄(f)의 발생 영역이 레이저 빔(L)의 폭 방향으로 더 넓어지더라도 원활하게 흄(f)을 흡입하여 제거할 수 있다. 즉, 레이저 빔(L)의 형상이 조절되며 흄(f)의 발생 범위가 폭 방향 또는 길이 방향으로 길어지거나 짧아지더라도 이에 대한 구조적인 제약 없이 흄(f)을 원활하게 처리할 수 있다.Since the
제거 유닛(600)은 예컨대 USC(ultra-sonic dry cleaner) 유닛을 포함할 수 있다. 제거 유닛(600)은 석션 유닛(500)에서 이격되어 스테이지(400)를 향하여 설치될 수 있고, 그 설치 위치나 구조를 특별히 한정하지 않는다. 제거 유닛(600)은 하면의 중심위치에 초음파 출력 포트(610)를 구비할 수 있고, 하면의 양측 가장자리에 흡입 포트(620)를 구비할 수 있다. 제거 유닛(600)은 초음파 출력 포트(610)를 통하여 하측에 위치하는 스테이지(400)에 초음파를 출력하고, 초음파에 의해 제거 유닛(600)과 스테이지(400) 사이의 기체가 진동하며 스테이지(400)를 진동시켜, 스테이지(400)에 부착되어 잔류하는 흄(f)을 상측으로 비산시킬 수 있다. 또한, 제거 유닛(600)은 초음파에 의해 스테이지(400)의 상면에서 비산되는 잔여 흄을 흡입 포트(620)로 흡입하여 제거할 수 있다. 한편, 제거 유닛(600)의 초음파 생성을 위한 구조 및 방식은 특별히 한정하지 않는다.The
배기 유닛(700)은 석션 유닛(500) 및 제거 유닛(600)에 연결되어 흡입력을 인가하는 역할을 한다. 배기 유닛(700)은 배기라인(710), 제어밸브(720), 공기증폭기(730), 진공필터(740), 압력게이지(750) 및 링 블로어(760)를 포함할 수 있다.The
배기라인(710)은 하나의 주관과 복수의 지관으로 구성될 수 있다. 각각의 지관은 일단이 각각의 석션 유닛(500) 및 제거 유닛(600)에 각각 연결될 수 있고, 타단이 주관에 연결될 수 있다. 주관은 일단에 각 지관이 연결되고, 타단이 링 블로어(760)에 연결될 수 있다. 각각의 지관에는 제어밸브(720) 및 공기증폭기(730)가 장착되는데, 각각의 일단에서 타단의 순서로 제어밸브(720) 및 공기증폭기(730)의 순서로 장착될 수 있다. 한편, 주관에는 공기증폭기(730)가 장착될 수 있고, 이때, 진공필터(740)의 상류측에 공기증폭기(730)가 장착될 수 있다.The
제어밸브(720)는 제어부(800)에 연결되며 제어부(800)의 제어에 의해 제어밸브(720)가 작동하며 각 지관의 개폐를 제어할 수 있다. 공기증폭기(730)는 지관 및 주관의 내부에 기체가 흐르는 방향으로 소량의 압축공기를 분사하여, 지관 및 주관을 흐르는 기체의 유속과 유량을 증가시킬 수 있다. 예컨대 공기증폭기(730)로 링 형상의 하우징이 지관 및 주관의 내주를 감싸도록 각각 장착되고, 하우징에서 지관 및 주관의 내부로 압축공기를 각각 분사하여 지관 및 주관을 흐르는 유체를 가속할 수 있다. 이때, 공기증폭기(730)는 유체 공급 유닛(미도시)에 연결되어 압축공기를 공급받을 수 있다. 공기증폭기(730)의 구조는 상기 구조에 한정하는 것이 아니고, 예컨대 지관을 흐르는 기체의 유속과 유량을 증가시킬 수 있는 다양한 구조로 변경될 수 있다.The
공기증폭기(730)에 의하여 배기라인(710)의 내부로 흡입되는 기체의 압력 및 속도의 저하가 억제되거나 방지될 수 있다. 공기증폭기(730)는 각각의 지관과 주관에 모두 장착되는데, 지관과 주관의 길이에 따라 각각의 지관 또는 주관마다 하나 이상의 개수로 장착될 수 있다.The decrease in pressure and speed of the gas sucked into the
진공필터(740)는 링 블로어(760)의 상류측에서 주관에 장착되어 기체와 함께 흐르는 이물 예컨대 흄(f)을 제거하는 역할을 한다. 진공필터의 구조 및 방식은 특별히 한정하지 않는다. 압력게이지(750)는 진공필터(740)와 링 블로어(760) 사이에서 주관에 장착되어 압력을 측정할 수 있고, 압력 측정값에 따라 각 공기증폭기(730)에서 지관 및 주관의 내부로 분사하는 압축공기의 분사량과 분사압력을 조절하여 배기 유닛(700)의 흡입력 및 흡입유량을 안정적으로 조절할 수 있다. 링 블로어(760)는 배기라인(710)의 타단에 장착되어 내부에 흡입력을 제공할 수 있다.The
유체 공급 유닛(미도시)은 석션 유닛(500) 및 배기 유닛(700)에 연결되어 각각에 유속 및 유량의 증폭에 사용되는 압축공기를 공급할 수 있다. 유체 공급 유닛은 원하는 압력으로 압축공기를 각각의 구성부에 공급할 수 있는 다양한 구성일 수 있으며, 이를 특별히 한정하지 않는다. 예컨대 압축공기가 담긴 공기탱크나, 공기를 압축하여 공급 가능한 에어 컴프레서 등 다양할 수 있다.The fluid supply unit (not shown) is connected to the
제어부(800)는 스테이지(400)의 이동 방향에 따라서 각각의 석션 유닛(500)이 번갈아 작동하도록 개별로 제어할 수 있다. 즉, 제어부(800)는 스테이지(400)가 이동하는 방향에 대하여 선행하는 석션 유닛(500)을 선택하여 작동시키도록 형성될 수 있다. 이때, 제어부(800)는 스테이지(400)의 이동 방향을 감지하기 위한 센서(미도시)와, 배기 유닛(700)의 각 제어밸브(720) 및 링 블로어(760)의 작동을 제어하기 위한 제어기(미도시)를 포함할 수 있다. 제어부(800)는 센서를 이용하여 스테이지(400)의 이동 방향을 감지하고, 이에 대응하도록 제어기를 이용하여 각 제어밸브(720)를 선택적으로 개폐하여 석션 유닛(500)에 선택적으로 흡입력을 인가할 수 있고, 이에 석션 유닛(500)이 선택적으로 작동할 수 있다.The
예컨대 스테이지(400)가 전진(+X) 이동하는 경우, 스테이지(400)의 부근에는 스테이지(400)의 전진 이동에 반대하는 방향으로 기류(Fa)가 생성되고, 이때, 복수의 석션 유닛(500) 중 그 흡입 방향이 스테이지(400)의 전진 이동에 반대하는 방향으로 생긴 기류(Fa)의 흐름 방향에 일치하는 석션 유닛(500)을 선택하여 작동시키는데 예컨대 공정 진행 방향을 기준으로 선행하는 석션 유닛(500)을 선택하여 작동시킨다.For example, when the
또한, 스테이지(400)가 후진(-X) 이동하는 경우, 스테이지(400)의 부근에는 스테이지(400)의 후진 이동에 반대하는 방향으로 기류(Fa)가 생성되고, 이때, 복수의 석션 유닛(500) 중 그 흡입 방향이 스테이지(400)의 후진 이동에 반대하는 방향으로 생긴 기류(Fa)의 흐름 방향에 일치하는 석션 유닛(500)을 선택하여 작동시키는데 예컨대 공정 진행 방향을 기준으로 후행하는 석션 유닛(500)을 선택하여 작동시킨다.In addition, when the
즉, 제어부(800)는 챔버(100)의 내부에 생성되는 기류(Fa)를 등지는 석션 유닛(500)을 정지시키고, 챔버(100)의 내부에 생성되는 기류(Fa)를 마주하는 석션 유닛(500)을 작동시킬 수 있다. 이같은 방식으로 석션 유닛(500)을 작동시키면, 챔버(100)의 내부 기류(Fa)를 파괴하지 않고, 기류에 맞춰 노즐(510)이 기체를 흡입할 수 있다. 이에, 흄(f)이 기류(Fa)에 의한 관성을 유지하면서 노즐(510)로 흡입될 수 있어, 챔버(100)의 내부에서 흄(f)을 원활하게 제거할 수 있다.That is, the
한편, 선행이라 함은 공정 진행 방향으로 전진 또는 후진 이송되는 스테이지(400)를 상대적으로 먼저 마주보는 위치인 것을 의미하고, 반대로 후행이라 함은 공정 진행 방향으로 전진 또는 후진 이송되는 스테이지(400)를 상대적으로 나중에 마주보게 되는 위치인 것을 의미한다.On the other hand, "preceding" means a position that faces the
즉, 스테이지(400)의 이동 방향에 따라 선행과 후행이 지칭하는 위치가 달라질 수 있다. 예컨대 도 3에 도시된 것처럼, 스테이지(400)가 도면상의 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하면, 도면상에서 볼 때 왼쪽 석션 유닛이 선행하는 석션 유닛이고, 오른쪽 석션 유닛이 후행하는 석션 유닛이다. 반대로, 도 4에 도시된 것처럼, 스테이지(400)가 도면상의 오른쪽에서 왼쪽으로 이동하면, 도면상에서 볼 때 오른쪽 석션 유닛이 선행하는 석션 유닛이고, 왼쪽 석션 유닛이 후행하는 석션 유닛이다.That is, the positions indicated by the preceding and the following may vary according to the moving direction of the
한편, 본 발명의 변형 예에서는 제어부(800)가 기체의 유동방향을 감지 가능한 센서(미도시)를 더 구비할 수 있고, 이를 이용하여, 스테이지(400)의 상측에서 챔버(100)의 내부 기체 흐름을 감지하여 흐름 방향에 일치하는 흡입 방향을 가지는 위치의 석션 유닛(500)을 선택적으로 작동시킬 수도 있다. 또는, 챔버(100) 내부의 기체의 흐름 방향을 기준으로 후행하는 위치의 석션 유닛(500)을 선택하여 작동시킬 수도 있다.On the other hand, in a modified example of the present invention, the
도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법을 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 방법은, 기판을 챔버에 반입하여 스테이지 상에 마련하는 과정, 스테이지를 공정 진행 방향으로 이동시키며, 기판에 레이저 빔을 조사하는 과정 및 챔버에서 기판을 반출하는 과정을 포함한다.A laser processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In the laser processing method according to an embodiment of the present invention, a process of preparing a substrate on a stage by bringing the substrate into the chamber, moving the stage in a process progress direction, irradiating a laser beam to the substrate, and removing the substrate from the chamber It includes.
먼저, 기판(S)을 챔버(100)에 반입하여 스테이지(400) 상에 마련한다. 이때, 기판(S)은 캐리어 글라스(g)상에 지지되어 마련될 수 있다.First, the substrate S is brought into the
기판(S)이 스테이지(400)에 안착되면, 스테이지(400)를 공정 진행 방향으로 전진 이동시키면서 기판(S)에 레이저 빔을 조사한다. 즉, 광원(300)을 통해 레이저 빔(L)을 출력하고, 광 조사 유닛(200)을 통해 기판(S)에 조사한다. 이때, 레이저 빔은 기판(S)과 캐리어 글라스(g) 사이의 계면에 조사되어 이들의 결합을 분리시킬 수 있다.When the substrate S is seated on the
이처럼 스테이지(400)를 공정 진행 방향으로 이동시키는 동안, 레이저 빔의 진행 경로를 사이에 두고 공정 진행 방향으로 서로 이격되어 설치된 석션 유닛을 이용하여 이물 예컨대 흄을 흡입하는 과정을 수행한다. 이때, 스테이지(400)가 이동하는 방향을 기준으로 선행하는 위치의 석션 유닛(500)을 작동시켜 흄(f)을 흡입한다. 이때, 석션 유닛(500)을 이용하여 이물을 흡입할 때 스테이지(400)의 이동에 의하여 챔버(100)의 내부에 생성되는 기류에 일치하는 흡입 방향을 가진 석션 유닛을 선택한 후, 선택된 석션 유닛을 작동시켜 이물을 흡입할 수 있다.As described above, while moving the
도 3을 참조하면, 공정 진행 방향으로 전진(+X) 이동하는 기판(S)에 레이저 빔(L)을 조사하면서, 공정 진행 방향을 기준으로 선행하는 석션 유닛(500)을 작동시켜, 스테이지 상의 기류(Fa)의 흐름과 일치하는 방향으로 챔버(100)의 내부의 기체를 흡입하여 흄을 제거할 수 있다. 도면을 보면, 노즐(510)로 흡입되는 기체(Fs)의 방향(이를 흡입 방향이라 함)과 챔버(100)의 내부에 생성된 기류(Fa)의 방향이 일치하는 것을 볼 수 있다. 이처럼 노즐(510)의 흡입 방향과 챔버(100) 내의 기류 방향이 일치하면, 챔버(100) 내부의 기류가 파괴되지 않기 때문에 흄(f)이 이탈하지 않으면서 원활히 흡입될 수 있다.Referring to FIG. 3, while irradiating the laser beam L on the substrate S moving forward (+ X) in the process proceeding direction, the preceding
예컨대 챔버(100)의 내부의 기류(Fa)가 파괴되면 투과창(210)의 하측 부분에 난류가 형성되거나 기체 흐름이 불안정하게 되어 흄(f)이 노즐(510)로 흡입되지 않고 주위로 비산하게 된다. 하지만, 본 발명의 실시 예에서는 챔버(100)의 내부에 생성되는 기류(Fa)의 흐름에 맞춰서 노즐(510)이 챔버(100)의 내부를 흡입하기 때문에 흄(f)을 원활하게 흡입하여 제거할 수 있다.For example, when the air flow Fa inside the
한편, 기판(S)을 한 번의 이송으로 처리하지 않고, 여러번 왕복 이송하면서 처리하는 경우에도, 도 3과 도 4에 순서대로 도시된 것처럼, 스테이지(400)의 공정 진행 방향으로의 전진(+X) 및 후진(-X)에 대응하여, 석션 유닛(500)을 번갈아 작동시키며 ?을 원활하게 흡입할 수 있다. 한편, 석션 유닛(500)을 작동시킬 때, 노즐(510)의 내부로 압축공기(Fc)를 분사하여 코안다 효과를 이용하여 흡입력을 향상시킬 수 있다. 예컨대 석션 유닛(500)의 흡입 방향으로 석션 유닛(500) 상세하게는 노즐(510)의 내부에 압축공기를 소량 분사하여 흡입력을 증가시킬 수 있다.On the other hand, even if the substrate (S) is not processed by one transfer, but is processed while being reciprocated several times, as shown in order in FIGS. 3 and 4, the advancement of the
이후, 기판(S)의 처리가 완료되면 스테이지(400)를 수평 이동시켜 기판(S)을 원래 위치로 이송하고, 챔버(100)에서 기판을 반출한다. 한편, 챔버(100)에서 기판을 반출하는 과정 이후에, 스테이지를 공정 진행 방향으로 이동시키며 스테이지에 초음파를 조사하는 과정을 수행할 수 있다. 이때, 석션 유닛을 이용하여 이물을 흡입하는 과정을 함께 수행할 수 있다.Then, when the processing of the substrate S is completed, the
예컨대 스테이지(400)를 이동시키면서 제거 유닛(600)으로 스테이지(400)에 초음파를 인가하면, 이 초음파에 의하여 스테이지(400)의 상면에 부착된 이물 예컨대 흄이 비산하게 되는데, 이를 제거 유닛(600)의 흡입 포트(620)으로 흡입하여 제거하면서, 도 5에 도시된 바와 같이, 석션 유닛(500)을 이용하여 잔여 이물을 흡입할 수 있다.For example, while moving the
이때, 스테이지(400)의 이동에 의하여 챔버(100)의 내부에 생성되는 기류에 일치하는 흡입 방향을 가진 석션 유닛을 선택한 후, 선택된 석션 유닛을 작동시켜 이물을 흡입할 수 있고, 코안다 효과를 이용하여 석션 유닛(500)의 흡입력을 제어할 수 있다.At this time, after selecting the suction unit having a suction direction corresponding to the airflow generated inside the
한편, 석션 유닛(500)이 작동하는 중에, 배기 유닛(700)은 링 블로어(760)에서 생성된 흡입력이 석션 유닛(500)의 노즐(510)까지 감소하지 않고 전달될 수 있도록 공기증폭기(730)를 작동시킬 수 있다.On the other hand, while the
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 레이저 빔(L)을 이용한 기판(S)의 처리 시 기판(S)의 상부로 비산하는 흄(f)을 석션 유닛(500)을 이용하여 실시간 흡입 제거하는데, 이때, 레이저 빔의 진행 경로의 전후로 이격되는 이중 구조로 설치된 석션 유닛(500)을 번갈아 작동시켜 또는 비대칭으로 작동시켜 석션 유닛(500) 부근의 유동을 안정시킬 수 있고, 석션 유닛(500)의 내부로 소량의 압축공기를 분사하여 흡입력을 증가시킬 수 있다. 또한, 기판의 언로딩 후, 제거 유닛(600)을 이용하여 스테이지(400)에 초음파를 조사하면서 스테이지(400)에 고착된 흄을 제거할 때 석션 유닛(500)을 작동시켜 흄을 원활하게 제거할 수 있고, 이 때에도 석션 유닛(500)을 스테이지(400)의 이동 방향에 맞춰 선택적으로 작동시켜 스테이지 부근의 유동을 안정시킬 수 있다. 이에, 흄(f)의 확산이 방지되어 투과창(210) 예컨대 옵틱 렌즈의 오염이 방지될 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, when the substrate S is processed using the laser beam L, the fume f scattering to the top of the substrate S is removed in real time using the
예컨대 레이저 리프트 오프 공정은 스테이지(400)의 이동 방향에 따라 챔버의 내부에 각기 다른 방향으로 기류가 발생하게 되고, 이 기류는 기판(S)의 상부로 비산되는 흄의 흐름을 각각의 기류가 흐르는 방향으로 유도하게 된다. 이 흐름을 파괴하여 흄을 흡입하게 되면 흄이 챔버의 내부에서 난류 또는 와류에 의해 불규칙하게 확산될 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 챔버 내의 기류를 파괴하지 않고 흄을 흡입할 수 있으므로, ?의 확산을 방지하면서 흄을 흡입 제거할 수 있다.For example, in the laser lift-off process, air flow occurs in different directions inside the chamber according to the moving direction of the
또한, 석션 유닛(500)의 구조가 압축공기를 이용한 코안다 효과를 적용 가능한 구조로 마련되기 때문에, 기존의 구조에 비하여 약 30에서 40배 정도로 흡입량이 증가하게 되고, 이에, 고속 이동하는 스테이지(400)의 움직임에 대응하여 짧은 시간 내에 넓은 영역에서 흄을 흡입하여 챔버(100)의 외부로 배기할 수 있다.In addition, since the structure of the
또한, 배기 유닛(700)의 경우에도 코안다 효과를 이용할 수 있도록 각 배기라인(710)의 각 위치마다 공기증폭기(730)를 장착하였기 때문에, 배기 유닛(700)의 레이아웃을 길고 복잡하게 하더라도, 배기라인(710)에서 압력 손실을 방지할 수 있고, 역류를 방지할 수 있다. 또한, 공기증폭기(730)에 의해 석션 유닛(500)으로 인가되는 흡입력을 링 블로어(760)에 의한 흡입력보다 더욱 증가시킬 수도 있어 석션 유닛(500)의 높은 토출압과 흡입력을 보장할 수 있고, 대량의 흄을 흡입 제거할 수 있다. 물론, 공기증폭기(730)에 의해 배기라인(710)의 내부를 흐르는 기체의 압력, 유량 및 유속을 원활하게 제어할 수 있음은 당연하다.In addition, even in the case of the
상기한 바에 의하여, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 처리 장치 및 레이저 처리 방법이 적용되는 각종 공정의 불량률을 감소시킬 수 있고, 생산성을 증대할 수 있다.By the above, it is possible to reduce the defect rate of various processes to which the laser processing apparatus and the laser processing method according to an embodiment of the present invention are applied, and to increase productivity.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 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.The above embodiments of the present invention are for the purpose of describing the present invention and not for the limitation of the present invention. It should be noted that the configurations and methods disclosed in the above embodiments of the present invention may be modified in various forms by combining or crossing each other, and such modified examples may be viewed as the scope of the present invention. That is, the present invention will be implemented in a variety of different forms within the scope of the claims and equivalent technical spirit, and various embodiments are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. Will be able to understand.
100: 챔버 200: 광 조사 유닛
210: 투과창 400: 스테이지
500: 석션 유닛 510: 노즐
520: 증폭기 600: 제거 유닛
700: 배기 유닛 800: 제어부100: chamber 200: light irradiation unit
210: transmission window 400: stage
500: suction unit 510: nozzle
520: amplifier 600: removal unit
700: exhaust unit 800: control unit
Claims (17)
레이저 빔의 진행 경로에 위치하도록 상기 챔버의 일측에 설치되는 투과창;
레이저 빔의 진행 경로에 기판을 위치시킬 수 있도록 상기 챔버에 이동 가능하게 설치되는 스테이지;
상기 투과창과 상기 스테이지 사이에 설치되는 석션 유닛; 및
상기 석션 유닛의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 석션 유닛은, 레이저 빔의 진행 경로에 교차하는 방향으로 서로 마주보도록, 레이저 빔의 진행 경로를 사이에 두고 상기 스테이지의 이동 방향으로 각각 이격되어 설치되고, 레이저 빔의 진행 경로를 향하도록 흡입구가 형성되는 노즐을 포함하며,
상기 제어부는, 상기 스테이지의 이동에 의하여 상기 스테이지의 이동 방향의 반대 방향으로 생성되는 기류를 등지는 석션 유닛을 정지시키고, 상기 기류를 마주하는 석션 유닛을 작동시키는 레이저 처리 장치.A hermetic chamber having a space therein and formed to control the inner atmosphere;
A transmission window installed on one side of the chamber so as to be positioned in a path of the laser beam;
A stage movably installed in the chamber so as to position the substrate in the path of the laser beam;
A suction unit installed between the transmission window and the stage; And
Includes; control unit for controlling the operation of the suction unit,
The suction units are installed to be spaced apart from each other in the moving direction of the stage with the progress path of the laser beam interposed therebetween, so as to face each other in a direction crossing the progress path of the laser beam, and the intake port is directed toward the progress path of the laser beam. It includes a nozzle to be formed,
The control unit stops the suction unit facing the airflow generated in the direction opposite to the moving direction of the stage by the movement of the stage, and operates a laser processing device that operates the suction unit facing the airflow.
상기 석션 유닛은 코안다 효과를 이용하여 흡입력을 제어 가능하게 형성되는 레이저 처리 장치.The method according to claim 1,
The suction unit is a laser processing device that is formed to control the suction force using the Coanda effect.
상기 스테이지는 레이저 빔의 진행 경로에 교차하는 방향으로 이동 가능하게 설치되는 레이저 처리 장치.The method according to claim 1 or claim 2,
The stage is a laser processing device is installed to be movable in a direction crossing the path of the laser beam.
상기 석션 유닛은,
상기 흡입구에서 상기 노즐의 내부를 향하는 방향으로, 상기 노즐의 내부에 유체를 분사 가능하게 장착되는 증폭기;를 포함하는 레이저 처리 장치.The method according to claim 1 or claim 2,
The suction unit,
And an amplifier mounted in the direction of the suction port toward the inside of the nozzle so as to be capable of spraying fluid inside the nozzle.
상기 노즐은, 레이저 빔의 진행 경로를 마주보는 일면에 제1흡입구가 형성되고, 상기 스테이지를 마주보는 하면에 제2흡입구가 형성되며,
상기 증폭기는, 상기 노즐의 내부에서 레이저 빔의 진행 경로를 따라 이격되어 각각 상기 제1흡입구에 접하여 장착되고, 상기 노즐의 내부를 향하는 각각의 일면에 슬릿이 형성되는 레이저 처리 장치.The method according to claim 6,
The nozzle, the first suction port is formed on one surface facing the path of the laser beam, the second suction port is formed on the lower surface facing the stage,
The amplifier, the laser processing apparatus is spaced along the path of the laser beam inside the nozzle, respectively, is mounted in contact with the first suction port, a slit is formed on each side facing the inside of the nozzle.
상기 석션 유닛은,
상기 제1흡입구에 대향하는 상기 노즐의 타면에 장착되는 배기 포트;
각각의 증폭기의 측면에 장착되어 유체를 공급하는 제1공급 포트;
상기 배기 포트에 장착되어 유체를 분사하는 제2공급 포트;
상기 증폭기 중 상대적으로 하측에 위치하는 일 증폭기의 상면에 장착되고, 상대적으로 상측에 위치하는 타 증폭기의 하면에서 이격되는 디플렉터;를 포함하는 레이저 처리 장치.The method according to claim 7,
The suction unit,
An exhaust port mounted on the other surface of the nozzle facing the first suction port;
A first supply port mounted on the side of each amplifier to supply fluid;
A second supply port mounted on the exhaust port to eject fluid;
And a deflector mounted on the upper surface of one of the amplifiers positioned at the lower side of the amplifier and spaced apart from the lower surface of another amplifier positioned at the upper side of the amplifier.
상기 슬릿은, 상기 증폭기의 일면을 레이저 빔의 진행 경로에 교차하는 방향으로 관통하여 형성되고, 내부면들 중 레이저 빔의 진행 경로를 따라 서로 이격되어 서로 마주보는 상면과 하면의 길이가 다른 레이저 처리 장치.The method according to claim 7,
The slit is formed by penetrating one surface of the amplifier in a direction crossing the progress path of the laser beam, and processing lasers having different lengths of the upper and lower surfaces spaced apart from each other along the progress path of the laser beam among the inner surfaces. Device.
상기 석션 유닛에서 이격되어 상기 스테이지를 향하여 설치되는 제거 유닛;
상기 석션 유닛 및 제거 유닛에 연결되어 흡입력을 인가하는 배기 유닛; 및
상기 석션 유닛에 연결되어 유체를 공급하는 유체 공급 유닛;을 포함하는 레이저 처리 장치.The method according to claim 1 or claim 2,
A removal unit spaced apart from the suction unit and installed toward the stage;
An exhaust unit connected to the suction unit and the removal unit to apply suction force; And
And a fluid supply unit connected to the suction unit to supply fluid.
상기 제거 유닛은 하면에 초음파 출력 포트 및 흡입 포트를 구비하는 레이저 처리 장치.The method according to claim 10,
The removal unit is a laser processing device having an ultrasonic output port and a suction port on the lower surface.
상기 스테이지를 공정 진행 방향으로 이동시키며, 상기 기판에 레이저 빔을 조사하는 과정; 및
상기 챔버에서 기판을 반출하는 과정;을 포함하고,
상기 스테이지를 공정 진행 방향으로 이동시키는 동안, 레이저 빔의 진행 경로를 사이에 두고 공정 진행 방향으로 서로 이격되어 설치된 석션 유닛을 이용하여 이물을 흡입하는 과정;을 수행하고,
상기 석션 유닛을 이용하여 이물을 흡입하는 과정은,
상기 스테이지의 이동에 의하여 상기 스테이지의 이동 방향의 반대 방향으로 상기 챔버의 내부에 생성되는 기류를 등지는 석션 유닛을 정지시키고, 상기 기류를 마주하는 석션 유닛을 작동시켜 이물을 흡입하는 과정;을 포함하는 레이저 처리 방법.A process of bringing a substrate into a sealed chamber formed to control an internal atmosphere and preparing the substrate on a stage;
Moving the stage in a process proceeding direction, and irradiating a laser beam to the substrate; And
The process of taking out the substrate from the chamber; includes,
While moving the stage in the process progress direction, a process of sucking foreign matters using suction units installed spaced apart from each other in the process progress direction with the progress path of the laser beam interposed therebetween.
The process of inhaling foreign substances by using the suction unit,
Including the process of stopping the suction unit facing the air flow generated in the interior of the chamber in the direction opposite to the moving direction of the stage by the movement of the stage, and suctioning foreign matter by operating the suction unit facing the air flow Laser treatment method.
상기 챔버에서 기판을 반출하는 과정 이후,
상기 스테이지를 공정 진행 방향으로 이동시키며, 상기 스테이지에 초음파를 조사하는 과정;을 포함하고,
상기 스테이지에 초음파를 조사하는 동안, 상기 석션 유닛을 이용하여 이물을 흡입하는 과정;을 수행하는 레이저 처리 방법.The method according to claim 12,
After the process of removing the substrate from the chamber,
The process of moving the stage in the process proceeding direction, and irradiating ultrasound to the stage; includes,
The laser processing method of performing; while irradiating ultrasonic waves to the stage, using a suction unit to inhale foreign matter.
상기 석션 유닛을 이용하여 이물을 흡입하는 과정은,
코안다 효과를 이용하여 상기 석션 유닛의 흡입력을 제어하는 과정;을 포함하는 레이저 처리 방법.The method according to claim 12 or 13,
The process of inhaling foreign substances by using the suction unit,
And controlling a suction force of the suction unit using the Coanda effect.
상기 석션 유닛의 흡입력을 제어하는 과정은,
상기 석션 유닛의 흡입 방향으로, 상기 석션 유닛의 내부에 유체를 분사하여 흡입력을 증가시키는 과정;을 포함하는 레이저 처리 방법.The method according to claim 15,
The process of controlling the suction force of the suction unit,
And injecting a fluid into the suction unit to increase suction power in the suction direction of the suction unit.
상기 유체는 압축공기를 포함하고,
상기 이물을 흄을 포함하는 레이저 처리 방법.The method according to claim 16,
The fluid contains compressed air,
A laser treatment method comprising fume for the foreign material.
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