KR102243720B1 - Apparatus for etching substrates - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 하향식 기판 에칭장치에 관한 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 레이저 스캐너의 초점거리(focal length)를 단축하여 레이저 빔의 빔 사이즈를 줄일 수 있는 하향식 기판 에칭장치에 관한 것이다.The present invention relates to a top-down substrate etching apparatus, and more particularly, to a top-down substrate etching apparatus capable of reducing a beam size of a laser beam by shortening a focal length of a laser scanner.
정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광 받고 있다.With the rapid development of information and communication technology and the expansion of the market, flat panel displays are in the spotlight as display devices.
이러한 평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이장치(Plasma Display Panel), 유기발광다이오드 디스플레이(Organic Light Emitting Diode Display ) 등이 있다.Such flat panel display devices include a liquid crystal display, a plasma display panel, and an organic light emitting diode display.
이 중에서 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는, 빠른 응답속도, 기존의 액정표시장치(LCD)보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 소자로 각광받고 있다.Among them, the OLED display has a fast response speed, lower power consumption than a conventional liquid crystal display (LCD), light weight, and the point that it can be made ultra-thin because it does not require a separate back light device. It has very good advantages such as high luminance, so it is attracting attention as a next-generation display device.
유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는 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 기판이 아닌 필름(Film) 등에 적용하면 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)의 기술을 구현할 수 있게 된다.Organic light-emitting diode displays can be divided into passive PMOLED and active AMOLED depending on the driving method. In particular, AMOLED is a self-luminous display, which has the advantage of having faster response speed than conventional displays, natural color sense, and low power consumption. In addition, when AMOLED is applied to a film rather than a substrate, the technology of a flexible display can be implemented.
이러한 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는 패턴(Pattern) 형성 공정, 유기박막 증착 공정, 에칭 공정, 봉지 공정, 그리고 유기박막이 증착된 기판과 봉지 공정을 거친 기판을 붙이는 합착 공정 등을 통해 제품으로 생산될 수 있다.These OLED displays are made into products through a pattern formation process, an organic thin film deposition process, an etching process, an encapsulation process, and a bonding process in which the substrate on which the organic thin film is deposited and the substrate that has undergone the sealing process are attached. Can be produced.
한편, 다양한 공정들 중에서 에칭 공정은, 기판의 표면에서 불필요한 부분을 물리적 혹은 화학적 방법으로 식각, 즉 에칭함으로써, 원하는 모양을 얻어내는 공정이다.Meanwhile, among various processes, the etching process is a process of obtaining a desired shape by physically or chemically etching, that is, etching an unnecessary portion of the surface of the substrate.
에칭 공정에는 반도체와 마찬가지로 물리적 혹은 화학적인 다양한 방법이 사용되고 있는데, 이중의 하나가 레이저에 의한 에칭 방법이다. 레이저에 의한 기판의 에칭 방법은 다른 방법들에 비해 구조가 간단하고 에칭 시간을 줄일 수 있어 근자에 들어 널리 채용되고 있다.In the etching process, as in semiconductors, various physical or chemical methods are used, one of which is an etching method using a laser. A method of etching a substrate by a laser has been widely adopted in recent years because it has a simpler structure and can reduce an etching time compared to other methods.
도 1은 일반적인 하향식 기판 에칭 장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 하향식 기판 에칭 장치의 경우, 에칭 처리 대상의 기판(G)이 상부에 배치되고, 기판(G)의 하부로 레이저 빔(Laser Beam)을 조사하는 레이저 모듈(10)이 배치되는 구조를 갖는다.1 is a configuration diagram of a general top-down substrate etching apparatus. As shown in FIG. 1, in the case of a general top-down substrate etching apparatus, a substrate G to be etched is disposed on an upper portion, and a
기판(G)은 진공 챔버의 내부에 배치되는데 반해 레이저 모듈(10)은 진공 챔버의 외부에 배치되며, 그 위치에서 레이저 빔을 기판(G)으로 조사한다. 이때, 레이저 모듈(10)이 배치되는 진공 챔버의 벽면에는 레이저 빔이 통과되는 투명한 챔버 윈도우(20, Chamber Window)가 개재된다.The substrate G is disposed inside the vacuum chamber, while the
이에, 챔버 윈도우(20)의 바깥쪽에 위치되는 레이저 모듈(10)이 레이저 빔을 조사하면 레이저 빔은 챔버 윈도우(20)를 통과하여 기판(G)으로 조사됨으로써 기판(G)에 증착된 증착막에서 불필요한 부분을 에칭하게 된다.Accordingly, when the
그런데, 종래기술에 따른 하향식 기판 에칭 장치는 기판(G)과 레이저 모듈(10) 사이의 거리가 멀어 초점거리(focal length)가 길고, 그에 따라 레이저 빔의 빔 사이즈를 소정의 크기 이하로 축소시킬 수 없는 문제점이 있다. However, in the top-down substrate etching apparatus according to the prior art, the focal length is long due to the long distance between the substrate G and the
즉, 종래기술에 따른 하향식 기판 에칭 장치에서는 빔 사이즈를 소정의 크기 이하로 줄일 수 없어 미세 에칭 작업이 어려운 문제점이 있었다. That is, in the top-down substrate etching apparatus according to the prior art, since the beam size cannot be reduced to a predetermined size or less, it is difficult to perform fine etching.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 레이저 스캐너의 초점거리(focal length)를 단축하여 레이저 빔의 빔 사이즈를 축소시킬 수 있는 하향식 기판 에칭장치를 제공하는 것이다.Accordingly, a problem to be solved by the present invention is to provide a top-down substrate etching apparatus capable of reducing a beam size of a laser beam by shortening a focal length of a laser scanner.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에서 기판에 대한 에칭 공정이 수행되는 진공 챔버; 상기 진공 챔버의 내부에 배치되며, 상기 진공 챔버의 내부로 로딩된 상기 기판을 척킹하는 척킹부를 구비하는 스테이지유닛; 상기 진공 챔버의 하부벽에 형성된 챔버 관통공을 통해 상기 진공 챔버의 하부벽을 관통하며 상기 진공 챔버 내의 기판으로 레이저 빔(Laser Beam)을 조사(照射, irradiation)하여 상기 에칭 공정을 수행하는 레이저 스캐너를 구비하는 레이저유닛; 및 상기 레이저 스캐너를 지지하고, 상기 진공 챔버에 연결되어 상기 진공 챔버의 내부를 밀봉하며, 상기 레이저 스캐너가 상기 기판에 대해 접근 및 이격될 수 있도록 상기 레이저 스캐너를 업/다운(up/down) 방향으로 이동시키는 스캐너 이동유닛을 포함하는 하향식 기판 에칭장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vacuum chamber in which an etching process is performed on a substrate; A stage unit disposed inside the vacuum chamber and including a chucking portion for chucking the substrate loaded into the vacuum chamber; A laser scanner that penetrates the lower wall of the vacuum chamber through a chamber through hole formed in the lower wall of the vacuum chamber and performs the etching process by irradiating a laser beam to a substrate in the vacuum chamber. A laser unit having a; And supporting the laser scanner, being connected to the vacuum chamber to seal the interior of the vacuum chamber, and moving the laser scanner in an up/down direction so that the laser scanner can be approached and separated from the substrate. A top-down substrate etching apparatus including a scanner moving unit to move to may be provided.
상기 스캐너 이동유닛은, 상기 레이저 스캐너를 지지하며, 업/다운(up/down) 방향으로 이동되는 스캐너용 이동 플레이트부; 상기 스캐너용 이동 플레이트부에 연결되며, 상기 스캐너용 이동 플레이트부를 이동시키는 플레이트용 이동부; 및 상기 스캐너용 이동 플레이트부와 상기 진공 챔버에 연결되며, 상기 레이저 스캐너를 상기 진공 챔버의 내부에 대해 차폐하는 밀봉부를 포함할 수 있다.The scanner moving unit includes: a moving plate portion for a scanner that supports the laser scanner and moves in an up/down direction; A plate moving part connected to the moving plate part for the scanner and moving the moving plate part for the scanner; And a sealing part connected to the moving plate part for the scanner and the vacuum chamber, and shielding the laser scanner from the inside of the vacuum chamber.
상기 스캐너용 이동 플레이트부는, 상기 플레이트용 이동부가 결합되는 이동 플레이트부 본체; 및 상기 이동 플레이트부 본체에 결합되며, 상기 레이저 빔이 투과하는 투과 윈도우를 포함할 수 있다.The moving plate part for the scanner may include a moving plate main body to which the moving part for the plate is coupled; And a transmission window coupled to the moving plate body and through which the laser beam passes.
상기 이동 플레이트부 본체는, 다수개의 절개공이 형성된 플레이트 몸체부; 및 상기 플레이트 몸체부에 연결되며, 상기 절개공에 연통되는 삽입홈을 형성하는 포켓부를 포함할 수 있다.The movable plate body includes a plate body having a plurality of cut-out holes; And a pocket portion connected to the plate body portion and forming an insertion groove communicating with the cut-out hole.
상기 포켓부는, 상기 플레이트 몸체부에 결합되는 포켓부용 측벽부; 및 상기 포켓부용 측벽부에 결합되며, 상기 투과 윈도우가 배치되는 윈도우 배치공이 형성된 포켓부용 바닥벽부를 포함할 수 있다.The pocket portion may include a side wall portion for a pocket portion coupled to the plate body portion; And a bottom wall portion for a pocket portion coupled to the side wall portion for the pocket portion and in which a window arranging hole in which the transmission window is disposed is formed.
상기 플레이트용 이동부는, 상기 진공 챔버의 하부벽을 관통하여 상기 스캐너용 이동 플레이트부에 결합되는 스캐너용 가압 샤프트부; 및 상기 스캐너용 가압 샤프트부에 연결되고 상기 진공 챔버의 외부에 배치되며, 상기 스캐너용 가압 샤프트부를 업/다운(up/down) 이동시키는 스캐너용 가압 샤프트 이동 구동부를 포함할 수 있다.The plate moving part may include a pressure shaft part for a scanner that penetrates through a lower wall of the vacuum chamber and is coupled to the moving plate part for the scanner; And a pressure shaft moving driver for a scanner connected to the pressure shaft portion for the scanner and disposed outside the vacuum chamber, and moving the pressure shaft portion for the scanner up/down.
상기 스캐너용 가압 샤프트 이동 구동부는, 상기 스캐너용 가압 샤프트부가 결합되는 스캐너용 엘엠 블록(LM block); 상기 스캐너용 엘엠 블록의 이동을 안내하는 스캐너용 엘엠 가이드(LM guide); 및 상기 스캐너용 엘엠 블록에 연결되며, 상기 스캐너용 엘엠 블록을 이동시키는 스캐너용 엘엠 블록용 구동부를 포함할 수 있다.The scanner pressure shaft movement driving unit, the scanner for the scanner LM block (LM block) to which the pressure shaft for the scanner is coupled; An LM guide for a scanner guiding the movement of the scanner LM block; And a driving unit for a scanner LM block connected to the scanner LM block and moving the scanner LM block.
상기 밀봉부는, 상단부가 상기 스캐너용 이동 플레이트부에 결합되고 하단부가 상기 진공 챔버의 하부벽에 결합되며 길이가 가변되는 스캐너용 벨로우즈관을 포함할 수 있다.The sealing portion may include a scanner bellows tube having an upper end portion coupled to the moving plate portion for the scanner, a lower portion portion coupled to the lower wall of the vacuum chamber, and having a variable length.
상기 스캐너 이동유닛은, 상기 스캐너용 이동 플레이트부에 지지되며, 상기 레이저 빔을 집속시키는 렌즈부를 더 포함할 수 있다.The scanner moving unit may further include a lens unit supported by the moving plate unit for the scanner and focusing the laser beam.
상기 진공 챔버에 연결되며, 상기 기판을 지지하고 상기 기판을 척킹부 방향으로 이동시키는 기판 트레이유닛을 더 포함하며, 상기 기판 트레이유닛은, 상기 기판에 마련된 비액티브 영역에 접촉되는 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛을 포함할 수 있다.A substrate tray unit connected to the vacuum chamber and supporting the substrate and moving the substrate in a direction of a chucking unit, wherein the substrate tray unit is a non-active area contact type in contact with an inactive area provided on the substrate It may include a substrate tray unit.
상기 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛은, 상기 진공 챔버의 내부에 배치되며, 상기 기판을 지지하는 기판 지지모듈; 및 상기 기판 지지모듈에 연결되며, 상기 기판 지지모듈을 상기 척킹부에 대하여 업/다운(up/down) 이동시키는 지지모듈용 업/다운(up/down) 이동모듈을 포함할 수 있다.The inactive area contact type substrate tray unit includes: a substrate support module disposed inside the vacuum chamber and supporting the substrate; And an up/down moving module for a support module connected to the substrate support module and moving the substrate support module up/down with respect to the chucking part.
상기 기판 지지모듈은, 상기 업/다운(up/down) 이동모듈에 지지되는 지지모듈 프레임부; 및 상기 지지모듈 프레임부에 연결되며, 상기 기판의 상기 비액티브 영역에 접촉되는 기판 접촉부를 포함할 수 있다.The substrate support module includes: a support module frame part supported by the up/down moving module; And a substrate contact portion connected to the support module frame portion and contacting the inactive region of the substrate.
상기 지지모듈 프레임부는, 상기 기판 접촉부가 결합되며, 상호 이격되어 배치되는 다수개의 접촉부 장착용 가로 바아부; 각각의 상기 접촉부 장착용 가로 바아부에 결합되며, 상호 이격되어 배치되는 다수개의 세로 바아부; 및 상기 세로 바아부에 결합되며, 상기 업/다운(up/down) 이동모듈이 결합되는 결합용 가로 바아부를 포함할 수 있다.The support module frame portion includes: a horizontal bar portion for mounting a plurality of contact portions, to which the substrate contact portions are coupled, and disposed to be spaced apart from each other; A plurality of vertical bar portions coupled to each of the horizontal bar portions for mounting the contact portions and disposed to be spaced apart from each other; And a coupling horizontal bar portion coupled to the vertical bar portion and coupled to the up/down moving module.
상기 지지모듈용 업/다운(up/down) 이동모듈은, 상기 진공 챔버의 하부벽을 관통하여 상기 지지모듈 프레임부에 결합되는 트레이유닛용 가압 샤프트부; 및 상기 트레이유닛용 가압 샤프트부에 연결되고 상기 진공 챔버의 외부에 배치되며, 상기 트레이유닛용 가압 샤프트부를 업/다운(up/down) 이동시키는 트레이유닛용 샤프트용 이동 구동부를 포함할 수 있다.The up/down moving module for the support module includes: a pressure shaft for a tray unit coupled to the frame of the support module through a lower wall of the vacuum chamber; And a moving drive part for a shaft for a tray unit connected to the pressure shaft for the tray unit, disposed outside the vacuum chamber, and moving the pressure shaft for the tray unit up/down.
본 발명의 실시예들은, 진공 챔버에 연결되어 진공 챔버의 내부를 밀봉하며 레이저 스캐너가 기판에 대해 접근 및 이격될 수 있도록 레이저 스캐너를 업/다운(up/down) 방향으로 이동시키는 스캐너 이동유닛을 구비함으로써, 레이저 스캐너의 초점거리(focal length)를 단축할 수 있고, 그에 따라 레이저 빔의 빔 사이즈를 축소시킬 수 있할 수 있다.Embodiments of the present invention include a scanner moving unit that is connected to the vacuum chamber to seal the interior of the vacuum chamber and moves the laser scanner in the up/down direction so that the laser scanner can be approached and separated from the substrate. By providing, it is possible to shorten the focal length of the laser scanner, thereby reducing the beam size of the laser beam.
도 1은 일반적인 하향식 기판 에칭 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하향식 기판 에칭장치가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 레이저유닛과 스캐너 이동유닛이 도시된 도면이다.
도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면이 도시된 도면이다.
도 5는 도 4의 'B' 부분의 확대도이다.
도 6은 도 2의 기판이 도시된 도면이다.
도 7은 도 2의 기판 트레이유닛이 된 정면도이다.
도 8은 도 7의 기판 지지모듈의 측면도이다.
도 9은 도 7의 기판 지지모듈의 평면도이다.
도 10은 도 7의 기판 트레이유닛의 동작상태도이다.1 is a configuration diagram of a general top-down substrate etching apparatus.
2 is a schematic diagram illustrating a top-down substrate etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating the laser unit and the scanner moving unit of FIG. 2.
FIG. 4 is a diagram illustrating a cross section taken along line AA of FIG. 2.
5 is an enlarged view of part'B' of FIG. 4.
6 is a diagram illustrating the substrate of FIG. 2.
7 is a front view of the substrate tray unit of FIG. 2.
8 is a side view of the substrate support module of FIG. 7.
9 is a plan view of the substrate support module of FIG. 7.
10 is an operational state diagram of the substrate tray unit of FIG. 7.
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.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the implementation of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, a description of a function or configuration that is already known will be omitted in order to clarify the gist of the present invention.
한편, 이하에서 기술되는 기판은 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)용 유리기판일 수 있다.Meanwhile, the substrate described below may be a glass substrate for an OLED display.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하향식 기판 에칭장치가 개략적으로 도시된 도면이고, 도 3은 도 2의 레이저유닛과 스캐너 이동유닛이 도시된 도면이며, 도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면이 도시된 도면이고, 도 5는 도 4의 'B' 부분의 확대도이며, 도 6은 도 2의 기판이 도시된 도면이고, 도 7은 도 2의 기판 트레이유닛이 된 정면도이며, 도 8은 도 7의 기판 지지모듈의 측면도이고, 도 9은 도 7의 기판 지지모듈의 평면도이며, 도 10은 도 7의 기판 트레이유닛의 동작상태도이다. 도 2에서는 도시의 편의를 위해 스테이지 이동유닛(170)의 도시를 생략하였다.FIG. 2 is a schematic diagram of a top-down substrate etching apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a view showing the laser unit and the scanner moving unit of FIG. 2, and FIG. 4 is a line AA of FIG. 5 is an enlarged view of a portion'B' of FIG. 4, FIG. 6 is a view showing the substrate of FIG. 2, and FIG. 7 is a front view of the substrate tray unit of FIG. 2, 8 is a side view of the substrate support module of FIG. 7, FIG. 9 is a plan view of the substrate support module of FIG. 7, and FIG. 10 is an operation state diagram of the substrate tray unit of FIG. 7. In FIG. 2, the illustration of the
도 2 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 하향식 기판 에칭장치는, 내부에서 기판에 대한 에칭 공정이 수행되는 진공 챔버(110)와, 진공 챔버(110)의 내부에 배치되며 진공 챔버(110)의 내부로 로딩된 기판을 척킹하는 척킹부(미도시)를 구비하는 스테이지유닛(120)과, 스테이지유닛(120)에 연결되며 스테이지유닛(120)을 지지하고 스테이지유닛(120)을 이동시키는 스테이지 이동유닛(170)과, 진공 챔버(110)의 하부벽에 형성된 챔버 관통공(111)을 통해 진공 챔버(110)의 내부로 이동되며 진공 챔버(110) 내의 기판으로 레이저 빔(Laser Beam)을 조사(照射, irradiation)하여 에칭 공정을 수행하는 레이저 스캐너(161)를 구비하는 레이저유닛(160)과, 레이저 스캐너(161)를 지지하고 진공 챔버(110)에 연결되어 진공 챔버(110)의 내부를 밀봉하며 레이저 스캐너(161)가 기판에 대해 접근 및 이격될 수 있도록 레이저 스캐너(161)를 업/다운(up/down) 방향으로 이동시키는 스캐너 이동유닛(180)과, 진공 챔버(110)에 연결되며 기판을 지지하고 기판을 척킹부(미도시) 방향으로 이동시키는 기판 트레이유닛(130)과, 진공 챔버(110)의 하부 영역에 배치되며 기판 트레이유닛(130)과 기판의 얼라인(align)을 위해 진공 챔버(110)에 마련된 관측용 윈도우(미도시)를 통해 기판 트레이유닛(130)과 기판을 촬상하는 얼라인용 카메라유닛(미도시)과, 얼라인용 카메라유닛(미도시)과 스테이지유닛(120)에 전기적으로 연결되는 제어유닛(미도시)을 포함한다.As shown in FIGS. 2 to 10, the top-down substrate etching apparatus according to the present embodiment includes a
본 실시예의 기판은 다수개의 패널용 셀(cell, G1)이 마련된 다면취(多面取) 기판이다. 패널용 셀(G1)은 증착막이 형성된 부분으로 에칭공정을 거쳐 디스플레이 패널로 제작되는 부분이다.The substrate of this embodiment is a multi-faceted substrate in which a plurality of panel cells (cells G1) are provided. The panel cell G1 is a portion on which a deposition film is formed, and is a portion manufactured into a display panel through an etching process.
이러한 본 실시예에 따른 기판에는, 도 6 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상호 이격되어 배치되는 다수개의 패널용 셀(G1)을 감싸는 비액티브 영역(G2)이 배치된다. 비액티브 영역(G2)은 기판에서 패널용 셀(G1)을 취한 후 제거되는 부분이다. 본 실시예에서 비액티브 영역(G2)은 기판의 가장자리 영역은 물론 기판의 중앙 영역에도 배치된다.In the substrate according to the present exemplary embodiment, as shown in FIGS. 6 and 10, an inactive region G2 surrounding a plurality of panel cells G1 disposed to be spaced apart from each other is disposed. The inactive region G2 is a portion removed after taking the panel cell G1 from the substrate. In this embodiment, the inactive region G2 is disposed in the central region of the substrate as well as the edge region of the substrate.
진공 챔버(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이 박스(box)형 구조물로서, 그 내부에서 기판에 대한 에칭 공정이 진행되는 장소를 이룬다. 진공 챔버(110)의 일측 벽면에는 기판이 출입되는 출입 게이트(T)가 마련된다. The
본 실시예의 진공 챔버(110)의 하부벽에는 챔버 관통공(111)이 형성된다. 이러한 챔버 관통공(111)을 관통하여 레이저 스캐너(161)가 기판에 근접하는 방향으로 이동됨으로써, 레이저 스캐너(161)와 기판 사이의 거리가 단축되어 초점거리가 짧아지고, 그에 따라 작은 레이저 빔의 빔 사이즈가 축소될 수 있다(왜냐하면 빔 사이즈는 레이저의 파장과 초점거리(focal length)에 비례한다).A chamber through
한편, 스테이지유닛(120)은 진공 챔버(110)의 내부에 배치된다. 이러한 스테이지유닛(120)은, 진공 챔버(110)의 내부로 로딩된 기판을 부착하는 척킹부(미도시)와, 척킹부(미도시)에 연결되며 얼라인을 위해 척킹부(미도시)를 이동시키는 얼라인부(미도시)와, 척킹부(미도시)에 연결되며 기판의 가장자리 영역을 척킹부(미도시)로 가압하여 기판을 파지하는 그리퍼부(미도시)를 구비한다. Meanwhile, the
척킹부(미도시)는 스테이지유닛(120)의 하단부 영역에 배치되어 기판의 상면부에 접촉된다.The chucking part (not shown) is disposed in the lower end area of the
본 실시예에서 척킹부(미도시)에는 정전척(Electrostatic Chuck, ESC)이 사용되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며, 기판을 척킹할 수 있는 다양한 척킹장치가 본 실시예의 척킹부(미도시)로 사용될 수 있다.In this embodiment, an electrostatic chuck (ESC) is used for the chucking unit (not shown), but the scope of the present invention is not limited, and various chucking devices capable of chucking the substrate are used in the chucking unit ( Not shown).
얼라인부(미도시)는 척킹부(미도시)에 연결되어 얼라인을 위해 척킹부(미도시)를 이동시킨다. 이러한 얼라인부(미도시)는 UVW의 얼라인 작동요소를 구비할 수 있다. 이러한 UVW의 얼라인 작동요소를 사용하는 얼라인 방식은 디스플레이 제작공정에서 두 물체를 정렬시키는 데 자주 사용하는 공지의 기술로서 자세한 설명은 생략하기로 한다. The alignment unit (not shown) is connected to the chucking unit (not shown) to move the chucking unit (not shown) for alignment. Such an alignment unit (not shown) may include an alignment operation element of UVW. The alignment method using the UVW alignment operation element is a known technique frequently used to align two objects in a display manufacturing process, and a detailed description thereof will be omitted.
그리퍼부(미도시)는 척킹부(미도시)에 연결되며 기판의 가장자리 영역을 척킹부(미도시)로 가압하여 기판을 파지한다. 이러한 그리퍼부(미도시)는 상하 방향으로 이동되어 기판의 가장자리 영역을 척킹부(미도시)로 가압하여 기판을 파지한다. 이러한 그리퍼부(미도시)는 기판 트레이유닛(130)의 기판 접촉부(148)에 간섭되지 않는 위치에 배치된다. 또한, 그리퍼부(미도시)는 기판의 척킹을 위해 기판 트레이유닛(130)이 기판을 척킹부(미도시)로 이동시킬 때에는 수평 방향으로 이동되어 기판을 회피하게 구성될 수도 있다.The gripper part (not shown) is connected to the chucking part (not shown) and grips the substrate by pressing the edge region of the substrate with the chucking part (not shown). The gripper portion (not shown) is moved in the vertical direction to press the edge region of the substrate with a chucking portion (not shown) to hold the substrate. Such a gripper part (not shown) is disposed at a position where it does not interfere with the
스테이지 이동유닛(170)은 진공 챔버(110)의 내부에 배치된다. 이러한 스테이지 이동유닛(170)은 스테이지유닛(120)을 지지하고 스테이지유닛(120)을 이동시킨다. 본 실시예에서 스테이지 이동유닛(170)은 리니어모터 방식으로 스테이지유닛(120)을 이동시킨다. The
이러한 스테이지 이동유닛(170)은, 스테이지유닛(120)이 결합되는 스테이지용 이동블록(171)과, 스테이지용 이동블록(171)이 결합되며 스테이지용 이동블록(171)의 이동을 안내하는 가이드레일(미도시)과, 전자기력에 의해 스테이지용 이동블록(171)을 이동시키는 스테이지용 구동부(173)를 포함한다. 여기서 스테이지용 구동부(173)는 스테이지용 이동블록(171)에 마련되는 제1 자성체(미도시)에 상호 작용하여 스테이지용 이동블록(171)에 전자기력에 의한 추진력을 발생시키도록 가이드레일(미도시)의 길이방향을 따라 배치되는 제2 자성체(미도시)를 포함한다.The
여기서 제1 자성체(미도시)는 영구자석으로 마련되고 제2 자성체(미도시)는 전자석으로 마련된다.Here, the first magnetic body (not shown) is provided as a permanent magnet and the second magnetic body (not shown) is provided as an electromagnet.
한편, 레이저유닛(160)은 진공 챔버(110) 내의 기판으로 레이저 빔을 조사하여 에칭 공정을 진행시키는 역할을 한다. 이러한 레이저유닛(160)은, 레이저 빔(L)이 발진되는 레이저 발진기(미도시)와, 레이저 발진기(미도시)에서 발진된 레이저 빔(L)을 변환하는 레이저 변환기(미도시)와, 레이저 변환기(미도시)에서 변환된 레이저 빔(L)을 전달받아 기판으로 조사하는 레이저 스캐너(161)를 포함한다. Meanwhile, the
본 실시예에서 레이저 발진기(미도시)와 레이저 변환기(미도시)는 진공 챔버(110)의 외부, 즉 하부 영역에 배치된다. 진공 챔버(110)의 내부는 진공이 형성되기 때문에 기판 외의 구성들이 진공 챔버(110)의 내부에 배치되는 것은 바람직하지 않다. 다만, 레이저 스캐너(161)는 진공 챔버(110)의 하부벽에 형성된 챔버 관통공(111)을 관통하여 기판에 근접하는 방향으로 이동될 수 있다. 상술한 바와 같이 이러한 레이저 스캐너(161)의 이동에 따라 레이저 스캐너(161)와 기판 사이의 거리를 단축시킬 수 있고, 그에 따라 레이저 빔의 빔 사이즈를 축소시킬 있다. In this embodiment, a laser oscillator (not shown) and a laser converter (not shown) are disposed outside the
한편, 스캐너 이동유닛(180)은 레이저 스캐너(161)를 지지한다. 이러한 스캐너 이동유닛(180)은, 레이저 스캐너(161)가 기판에 대해 접근 및 이격될 수 있도록, 레이저 스캐너(161)를 상하방향인 업/다운(up/down) 방향으로 이동시킨다. 또한 스캐너 이동유닛(180)은 진공 챔버(110)에 연결되어 진공 챔버(110)의 내부를 밀봉한다.Meanwhile, the
본 실시예에 따른 스캐너 이동유닛(180)은, 도 3 내지 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 레이저 스캐너(161)를 지지하며 업/다운(up/down) 방향으로 이동되는 스캐너용 이동 플레이트부(181)와, 스캐너용 이동 플레이트부(181)에 연결되며 스캐너용 이동 플레이트부(181)를 이동시키는 플레이트용 이동부(187, 188)와, 스캐너용 이동 플레이트부(181)와 진공 챔버(110)에 연결되며 레이저 스캐너(161)를 진공 챔버(110)의 내부에 대해 차폐하는 밀봉부(189)와, 스캐너용 이동 플레이트부(181)에 지지되며 레이저 빔을 집속시키는 렌즈부(M)를 포함한다. The
스캐너용 이동 플레이트부(181)에는 레이저 스캐너(161)가 결합된다. 이러한 스캐너용 이동 플레이트부(181) 업/다운(up/down) 방향으로 이동된다. 본 실시예에 따른 스캐너용 이동 플레이트부(181)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 플레이트용 이동부(187, 188)가 결합되는 이동 플레이트부 본체(182)와, 이동 플레이트부 본체(182)에 결합되며 레이저 빔이 투과하는 투과 윈도우(185)를 포함한다. The
이동 플레이트부 본체(182)는, 다수개의 절개공(183a)이 형성된 플레이트 몸체부(183)와, 플레이트 몸체부(183)에 연결되며 절개공(183a)에 연통되는 삽입홈(184c)을 형성하는 포켓부(184)를 포함한다. The moving plate part main body 182 forms a
플레이트 몸체부(183)는 얇은 디스크 플레이트 형상으로 마련된다. 이러한 플레이트 몸체부(183)에는 다수개의 절개공(183a)이 상호 이격되어 배치된다.The
포켓부(184)는 플레이트 몸체부(183)에 연결된다. 이러한 포켓부(184)는 절개공(183a)에 연통되는 삽입홈(184c)을 형성한다. 본 실시예에 따른 포켓부(184)는, 플레이트 몸체부(183)에 결합되는 포켓부용 측벽부(184a)와, 포켓부용 측벽부(184a)에 결합되며 투과 윈도우(185)가 배치되는 윈도우 배치공(184d)이 형성된 포켓부용 바닥벽부(184b)를 포함한다.The
포켓부용 측벽부(184a)는 플레이트 몸체부(183)에 결합된다. 이러한 포켓부용 측벽부(184a)는 내부가 중공되고 상단부와 하단부가 개구된 파이프 형상으로 마련된다.The side wall portion (184a) for the pocket portion is coupled to the plate body portion (183). The
포켓부용 바닥벽부(184b)는 원형의 디스크 형상으로 마련된다. 포켓부용 측벽부(184a)에 결합되어 포켓부용 측벽부(184a)의 하단부를 마감한다. 이러한 포켓부용 측벽부(184a)에는 투과 윈도우(185)가 배치되는 윈도우 배치공(184d)이 형성된다. The
투과 윈도우(185)는, 특정 파장의 레이저 빔을 통과시킬 수 있는 창으로서, 레이저 스캐너(161)에서 방출된 레이저 빔이 진공 챔버(110) 내부로 투과되도록 하는 장소를 이룬다.The
플레이트용 이동부(187, 188)는 스캐너용 이동 플레이트부(181)에 연결된다. 이러한 플레이트용 이동부(187, 188)는 스캐너용 이동 플레이트부(181)를 이동시킨다. The
플레이트용 이동부(187, 188)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(110)의 하부벽을 관통하여 스캐너용 이동 플레이트부(181)에 결합되는 스캐너용 가압 샤프트부(187)와, 스캐너용 가압 샤프트부(187)에 연결되고 진공 챔버(110)의 외부에 배치되며 스캐너용 가압 샤프트부(187)를 업/다운(up/down) 이동시키는 스캐너용 가압 샤프트 이동 구동부(188)와, 스캐너용 가압 샤프트부(187)의 일부를 감싸며 스캐너용 가압 샤프트부(187)가 관통한 진공 챔버(110)의 영역을 밀봉하는 샤프트용 벨로우즈관(K)을 포함한다.As shown in FIGS. 3 to 5, the
스캐너용 가압 샤프트부(187)는 진공 챔버(110)의 하부벽을 관통하여 스캐너용 이동 플레이트부(181)에 결합된다. The
스캐너용 가압 샤프트부(187)는 진공 챔버(110)의 하부벽을 관통하여 플레이트 몸체부(183)에 결합된다. 스캐너용 가압 샤프트부(187)는, 도 3 내지 도 5에 자세히 도시된 바와 같이 긴 길이를 갖는 샤프트 형상으로 마련된다. 이러한 스캐너용 가압 샤프트부(187)는 세로 방향으로 배치되어 진공 챔버(110)의 하부벽을 관통한다. The
본 실시예의 스캐너용 가압 샤프트부(187)의 상단부 영역은 진공 챔버(110)의 내부에 배치되고 스캐너용 가압 샤프트부(187)의 하단부 영역은 진공 챔버(110)의 외부에 배치된다.The upper portion of the
스캐너용 가압 샤프트 이동 구동부(188)는 스캐너용 가압 샤프트부(187)에 연결된다. 이러한 스캐너용 가압 샤프트 이동 구동부(188)는 진공 챔버(110)의 외부에 배치되어 스캐너용 가압 샤프트부(187)를 업/다운(up/down) 이동시킨다.The scanner pressure shaft
본 실시예에 따른 스캐너용 가압 샤프트 이동 구동부(188)는, 스캐너용 가압 샤프트부(187)가 결합되는 스캐너용 엘엠 블록(188a)과, 스캐너용 엘엠 블록(188a)의 이동을 안내하는 스캐너용 엘엠 가이드(188b)와, 스캐너용 엘엠 블록(188a)에 연결되며 스캐너용 엘엠 블록(188a)을 이동시키는 스캐너용 엘엠 블록용 구동부(188d, 188e)를 포함한다.The scanner pressure shaft
스캐너용 엘엠 가이드(188b)는 스캐너용 엘엠 블록(188a)의 이동을 안내한다. 스캐너용 엘엠 가이드(188b)는 스캐너용 엘엠 블록(188a)에 결합된 이동블록(미도시)과, 이동블록(미도시)이 슬라이딩 이동가능하게 연결되는 가이드 레일(미도시)을 포함한다. The
스캐너용 엘엠 블록용 구동부(188d, 188e)는 스캐너용 엘엠 블록(188a)에 연결된다. 이러한 스캐너용 엘엠 블록용 구동부(188d, 188e)는 스캐너용 엘엠 블록(188a)을 이동시킨다. 본 실시예에 따른 스캐너용 엘엠 블록용 구동부(188d, 188e)는, 스캐너용 엘엠 블록(188a)에 결합되는 이동너트(미도시)와, 이동너트(미도시)에 치합되는 스캐너용 볼 스크류(188d)와, 스캐너용 볼 스크류(188d)에 결합되며 스캐너용 볼 스크류(188d)를 회전시키는 스캐너용 구동모터(188e)를 포함한다. The scanner LM
샤프트용 벨로우즈관(K)은 스캐너용 가압 샤프트부(187)의 일부를 감싸며 스캐너용 가압 샤프트부(187)가 관통하는 진공 챔버(110)의 영역을 밀봉한다. 이러한 샤프트용 벨로우즈관(K)은 스캐너용 가압 샤프트부(187)의 업/다운 과정에서 진공 챔버(110)의 진공 상태가 파괴되는 것을 방지한다. 즉 본 실시예의 샤프트용 벨로우즈관(K)은 스캐너용 가압 샤프트부(187)가 관통하는 진공 챔버(110)의 영역을 외부의 대기압 공간에 대해 차폐한다.The bellows pipe K for the shaft surrounds a part of the
샤프트용 벨로우즈관(K)의 상단부는 진공 챔버(110)의 외벽에 연결되고 하단부는 스캐너용 엘엠 블록(188a)에 연결된다. 이러한 샤프트용 벨로우즈관(K)은 스캐너용 엘엠 블록(188a)의 승강에 따라 길이가 신축된다. 즉 스캐너용 엘엠 블록(188a)가 상승할 때에는 길이가 줄어들고 스캐너용 엘엠 블록(188a)이 하강할 때에는 길이가 신장된다.The upper end of the bellows pipe K for the shaft is connected to the outer wall of the
밀봉부(189)는 스캐너용 이동 플레이트부(181)와 진공 챔버(110)에 연결된다. 이러한 밀봉부(189)는 레이저 스캐너(161)를 진공 챔버(110)의 내부에 대해 차폐한다. 이와 같이 본 실시예에 따른 하향식 기판 에칭장치는, 레이저 스캐너(161)를 진공 챔버(110)의 내부에 대해 차폐하는 밀봉부(189)를 구비함으로서, 진공 챔버(110)의 내부를 밀봉하여 외부 공기가 진공 챔버(110)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.The sealing
이러한 밀봉부(189)는, 상단부가 스캐너용 이동 플레이트부(181)에 결합되고 하단부가 진공 챔버(110)의 하부벽에 결합되며 길이가 가변되는 스캐너용 벨로우즈관(189a)을 포함한다.The sealing
이러한 스캐너용 벨로우즈관(189a)은 스캐너용 이동 플레이트부(181)의 업/다운 과정에서 진공 챔버(110) 내부의 진공 상태가 파괴되는 것을 방지한다. 즉 본 실시예의 스캐너용 벨로우즈관(189a)은 진공 챔버(110)의 내부를 외부의 대기압 공간에 대해 차폐한다.The scanner bellows
스캐너용 벨로우즈관(189a)의 상단부는 플레이트 몸체부(183)에 결합되고 하단부는 진공 챔버(110)의 하부벽에 결합된다. 이러한 스캐너용 벨로우즈관(189a)은 플레이트 몸체부(183)의 승강에 따라 길이가 신축된다. 즉, 스플레이트 몸체부(183)가 상승할 때에는 길이가 산장되고 플레이트 몸체부(183)가 하강할 때에는 길이가 작아진다.The upper end of the scanner bellows
렌즈부(M)에 스캐너용 이동 플레이트부(181)에 지지된다. 이러한 렌즈부(M)는 레이저 스캐너(161)에서 방출되어 투과 윈도우(185)를 통과한 레이저 빔을 집속시킨다. 본 실시예에서 렌즈부(M)는 포켓부(184)에 착탈 가능하게 결합된다. 따라서, 에칭 공정에 의해 발생된 파티클에 오염된 렌즈부(M)는 새로운 렌즈부(M)로 교체될 수 있다.It is supported by the moving
한편, 기판 트레이유닛(130)은 진공 챔버(110)에 연결된다. 이러한 기판 트레이유닛(130)은 기판을 지지하고 기판을 척킹부(미도시) 방향으로 이동시킨다. 본 실시예에서 기판 트레이유닛(130)은, 기판에 마련된 비액티브 영역(G2)에 접촉되는 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛(130)으로 마련된다. Meanwhile, the
이러한 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛(130)은, 도 7 내지 도 10에 자세히 도시된 바와 같이, 진공 챔버(110)의 내부에 배치되며 기판을 지지하는 기판 지지모듈(140)과, 기판 지지모듈(140)에 연결되며 기판 지지모듈(140)을 척킹부(미도시)에 대하여 업/다운(up/down) 이동시키는 지지모듈용 업/다운(up/down) 이동모듈(150)을 포함한다.Such a non-active area contact type
기판 지지모듈(140)은 진공 챔버(110)의 내부에 배치된다. 이러한 기판 지지모듈(140)은 기판을 지지한다. The
본 실시예에 따른 기판 지지모듈(140)은, 도 7 내지 도 10에 자세히 도시된 바와 같이, 업/다운(up/down) 이동모듈에 지지되는 지지모듈 프레임부(141)과, 지지모듈 프레임부(141)에 연결되며 기판의 비액티브 영역(G2)에 접촉되는 기판 접촉부(148)를 포함한다. The
지지모듈 프레임부(141)는 업/다운(up/down) 이동모듈에 지지된다. 이러한 지지모듈 프레임부(141)는, 도 7 내지 도 10에 자세히 도시된 바와 같이, 기판 접촉부(148)가 결합되며 상호 이격되어 배치되는 다수개의 접촉부 장착용 가로 바아부(142)와, 각각의 접촉부 장착용 가로 바아부(142)에 결합되며 상호 이격되어 배치되는 다수개의 세로 바아부(143)와, 세로 바아부(143)에 결합되며 업/다운(up/down) 이동모듈이 결합되는 결합용 가로 바아부(144)와, 접촉부 장착용 가로 바아부(142)와 결합용 가로 바아부(144) 사이에 배치되며 세로 바아부(143)들에 연결되는 연결용 가로 바아부(145)를 포함한다.The support
접촉부 장착용 가로 바아부(142)에는 기판 접촉부(148)가 결합된다. 이러한 접촉부 장착용 가로 바아부(142)는, 도 7 내지 도 10에 자세히 도시된 바와 같이, 다수개로 마련되어 상호 이격되어 배치된다. 본 실시예에서 접촉부 장착용 가로 바아부(142)는 바아 형상으로 마련되어 X축 방향으로 길게 연장되어 마련된다.The
세로 바아부(143)는 다수개로 마련되어 상호 이격되어 배치된다. 이러한 세로 바아부(143) 각각은 접촉부 장착용 가로 바아부(142)에 결합되다. 본 실시예에서 세로 바아부(143)는 바아 형상으로 마련되어 X축 방향에 교차하는 Z축 방향으로 길게 연장되어 마련된다.The
결합용 가로 바아부(144)는 세로 바아부(143)들에 결합된다. 이러한 결합용 가로 바아부(144)에는 지지모듈용 업/다운(up/down) 이동모듈(150)이 결합된다. 본 실시예에서 결합용 가로 바아부(144)는 바아 형상으로 마련되어 X축 방향 및 Z축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 길게 연장되어 마련된다. The
연결용 가로 바아부(145)는 접촉부 장착용 가로 바아부(142)와 결합용 가로 바아부(144) 사이에 배치된다. 이러한 연결용 가로 바아부(145)는 세로 바아부(143)들에 연결된다. 이러한 연결용 가로 바아부(145)는 바아 형상으로 마련되어 Y축 방향으로 길게 연장되어 마련된다. The connecting
본 실시예의 연결용 가로 바아부(145)는, 접촉부 장착용 가로 바아부(142)와 결합용 가로 바아부(144) 사이에 배치되어 세로 바아부(143)들에 결합됨으로써, 세로 방향으로 긴 길이를 가지는 세로 바아부(143)가 기울어지거나 세로 바아부(143)에 흔들림이 발생되는 것을 방지한다.The
기판 접촉부(148)는 접촉부 장착용 가로 바아부(142)에 결합된다. 이러한 기판 접촉부(148)는 기판의 비액티브 영역(G2)에 접촉된다. 본 실시예에서 기판 접촉부(148)는 기판 접촉부(148)는 다수개로 마련된다. 다수개의 기판 접촉부(148)는, 도 7 내지 도 10에 자세히 도시된 바와 같이 미리 결정된 이격간격에 따라 상호 이격되어 배치된다.The
이와 같이 본 실시예에 따른 기판 접촉부(148)들은, 상호 이격되어 배치되는 접촉부 장착용 가로 바아부(142)의 상단부에 상호 이격되어 배치됨으로써, 기판의 중앙영역에 마련된 비액티브 영역(G2)에 접촉되어 기판의 중앙 영역의 처짐을 방지할 수 있다.As described above, the
한편, 지지모듈용 업/다운(up/down) 이동모듈(150)은 기판 지지모듈(140)에 연결된다. 이러한 지지모듈용 업/다운(up/down) 이동모듈(150)은 기판 지지모듈(140)을 척킹부(미도시)에 대하여 업/다운(up/down) 이동시킨다. Meanwhile, the up/down moving
본 실시예에서 지지모듈용 업/다운(up/down) 이동모듈(150)은, 진공 챔버(110)의 하부벽을 관통하여 지지모듈 프레임부(141)에 결합되는 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)와, 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)에 연결되고 진공 챔버(110)의 외부에 배치되며 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)를 업/다운(up/down) 이동시키는 트레이유닛용 샤프트용 이동 구동부(153, 154, 155)와, 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)의 일부를 감싸며 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)가 관통한 진공 챔버(110)의 영역을 밀봉하는 샤프트용 벨로우즈관(K)을 포함한다.In this embodiment, the up/down moving
트레이유닛용 가압 샤프트부(151)는 진공 챔버(110)의 하부벽을 관통하여 결합용 가로 바아부(144)에 결합된다. 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)는, 도 7 내지 도 10에 자세히 도시된 바와 같이 긴 길이를 갖는 샤프트 형상으로 마련된다. 이러한 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)는 세로 방향으로 배치되어 진공 챔버(110)의 하부벽을 관통한다. The
본 실시예의 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)의 상단부 영역은 진공 챔버(110)의 내부에 배치되고 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)의 하단부 영역은 진공 챔버(110)의 외부에 배치된다.The upper portion of the
트레이유닛용 샤프트용 이동 구동부(153, 154, 155)는 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)에 연결된다. 이러한 트레이유닛용 샤프트용 이동 구동부(153, 154, 155)는 진공 챔버(110)의 외부에 배치되어 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)를 업/다운(up/down) 이동시킨다. The
본 실시예에 따른 트레이유닛용 샤프트용 이동 구동부(153, 154, 155)는, 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)가 결합되는 트레이유닛용 엘엠 블록(LM block, 153)과, 트레이유닛용 엘엠 블록(153)의 이동을 안내하는 트레이유닛용 엘엠 가이드(LM guide, 154)와, 트레이유닛용 엘엠 블록(153)에 연결되며 트레이유닛용 엘엠 블록(153)을 이동시키는 트레이유닛용 엘엠 블록용 구동부(155)를 포함한다.The movable drive unit (153, 154, 155) for a shaft for a tray unit according to the present embodiment includes an LM block (153) for a tray unit to which the
트레이유닛용 엘엠 가이드(154)는 트레이유닛용 엘엠 블록(153)의 이동을 안내한다. 트레이유닛용 엘엠 가이드(154)는 트레이유닛용 엘엠 블록(153)에 결합된 이동블록(미도시)과, 이동블록(미도시)이 슬라이딩 이동가능하게 연결되는 가이드 레일(미도시)을 포함한다. The tray unit LM guide 154 guides the movement of the tray unit LM
트레이유닛용 엘엠 블록용 구동부(155)는 트레이유닛용 엘엠 블록(153)에 연결된다. 이러한 트레이유닛용 엘엠 블록용 구동부(155)는 트레이유닛용 엘엠 블록(153)을 이동시킨다. 본 실시예에 따른 트레이유닛용 엘엠 블록용 구동부(155)는, 트레이유닛용 엘엠 블록(153)에 결합되는 이동너트(미도시)와, 이동너트(미도시)에 치합되는 트레이유닛용 볼 스크류(155a)와, 트레이유닛용 볼 스크류(155a)에 결합되며 트레이유닛용 볼 스크류(155a)를 회전시키는 트레이유닛용 구동모터(155b)를 포함한다. The
샤프트용 벨로우즈관(K)은 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)의 일부를 감싸며 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)가 관통하는 진공 챔버(110)의 영역을 밀봉한다. 이러한 샤프트용 벨로우즈관(K)은 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)의 업/다운 과정에서 진공 챔버(110)의 진공 상태가 파괴되는 것을 방지한다. 즉 본 실시예의 샤프트용 벨로우즈관(K)은 트레이유닛용 가압 샤프트부(151)가 관통하는 진공 챔버(110)의 영역을 외부의 대기압 공간에 대해 차폐한다.The bellows pipe K for the shaft surrounds a part of the
샤프트용 벨로우즈관(K)의 상단부는 진공 챔버(110)의 외벽에 연결되고 하단부는 트레이유닛용 엘엠 블록(153)에 연결된다. 이러한 샤프트용 벨로우즈관(K)은 트레이유닛용 엘엠 블록(153)의 승강에 따라 길이가 신축된다. 즉 트레이유닛용 엘엠 블록(153)가 상승할 때에는 길이가 줄어들고 엘엠 블록(153)이 하강할 때에는 길이가 신장된다.The upper end of the bellows pipe K for the shaft is connected to the outer wall of the
한편, 얼라인용 카메라유닛(미도시)은 진공 챔버(110)의 하부 영역에 배치된다. 이러한 얼라인용 카메라유닛(미도시)은, 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛(130)과 기판의 얼라인(align)을 위해 진공 챔버(110)에 마련된 윈도우를 통해 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛(130)과 기판을 촬상한다.Meanwhile, the alignment camera unit (not shown) is disposed in the lower area of the
본 실시예에서 얼라인용 카메라유닛(미도시)은 기판의 모서리 또는 기판에 마련된 기판용 마커(미도시)와 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛(130)의 모서리 영역(예를 들어, 접촉부 장착용 가로 바아부(142)의 모서리 영역) 또는 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛(130)에 마련된 트레이용 마커(미도시)를 촬상한다.In the present embodiment, the alignment camera unit (not shown) is at the edge of the substrate or the edge region of the substrate tray unit 130 (for example, for mounting a contact portion) with a marker for a substrate (not shown) provided on the substrate. An image of a tray marker (not shown) provided in the edge area of the horizontal bar part 142) or the non-active area-contact type
제어유닛(미도시)은 얼라인용 카메라유닛(미도시)과 스테이지유닛(120)에 전기적으로 연결된다. 제어유닛(미도시)은 얼라인용 카메라유닛(미도시)의 정보를 통해 얼라인부(미도시)를 제어하여 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛(130)과 기판을 얼라인한다.The control unit (not shown) is electrically connected to the alignment camera unit (not shown) and the
본 실시예에서 제어유닛(미도시)은 스테이지 이동유닛(170), 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛(130), 레이저유닛(160) 등에도 전기적으로 연결된다.In this embodiment, the control unit (not shown) is also electrically connected to the
이하에서 본 실시예에 따른 하향식 기판 에칭장치의 동작을 스캐너 이동유닛(180)을 위주로 도 2 내지 도 10을 참고하여 설명한다. Hereinafter, the operation of the top-down substrate etching apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 10 with a focus on the
본 실시예에서는 레이저 빔의 빔 사이즈를 축소시키기 위해 레이저 스캐너(161)와 기판 사이의 거리를 단축시킨다. 레이저 스캐너(161)와 기판 사이의 거리 단축을 위해 플레이트용 이동부(187, 188)가 동작하여 스캐너용 이동 플레이트부(181)를 상승시킨다.In this embodiment, in order to reduce the beam size of the laser beam, the distance between the
스캐너용 이동 플레이트부(181)의 상승에 따라 스캐너용 이동 플레이트부(181)에 결합된 레이저 스캐너(161)도 함께 상승하여 기판과 레이저 스캐너(161)의 사이가 짧아진다.As the scanner moving
이러한 스캐너용 이동 플레이트부(181)의 상승과정에서 스캐너용 벨로우즈관(189a)의 길이가 길어진다. 이와 같이 스캐너용 벨로우즈관(189a)은 스캐너용 이동 플레이트부(181)의 상승 시 길이가 가변됨으로써, 진공 챔버(110) 내부의 진공 분위기를 유지시킬 수 있다.The length of the scanner bellows
이와 같이 본 실시예의 하향식 기판 에칭장치는, 진공 챔버(110)에 연결되어 진공 챔버(110)의 내부를 밀봉하며 레이저 스캐너(161)가 기판에 대해 접근 및 이격될 수 있도록 레이저 스캐너(161)를 업/다운(up/down) 방향으로 이동시키는 스캐너 이동유닛(180)을 구비함으로써, 레이저 스캐너(161)의 초점거리(focal length)를 단축할 수 있고, 그에 따라 레이저 빔의 빔 사이즈를 축소시킬 수 있다.As described above, the top-down substrate etching apparatus of the present embodiment is connected to the
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.Although the present embodiment has been described in detail with reference to the drawings above, the scope of the present embodiment is not limited to the above-described drawings and description.
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.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those of ordinary skill in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to be within the scope of the claims of the present invention.
110: 진공 챔버 111: 챔버 관통공
120: 스테이지유닛 130: 기판 트레이유닛
140: 기판 지지모듈 141: 지지모듈 프레임부
142: 접촉부 장착용 가로 바아부 143: 세로 바아부
144: 결합용 가로 바아부 145: 연결용 가로 바아부
148: 기판 접촉부
150: 지지모듈용 업/다운(up/down) 이동모듈
160: 레이저유닛 161: 레이저 스캐너
170: 스테이지 이동유닛 180: 스캐너 이동유닛
181: 스캐너용 이동 플레이트부 182: 이동 플레이트부 본체
183: 플레이트 몸체부 183a: 절개공
184: 포켓부 184a: 포켓부용 측벽부
184b: 포켓부용 바닥벽부 184c: 삽입홈
184d: 윈도우 배치공 185: 투과 윈도우
187: 스캐너용 가압 샤프트부
188: 스캐너용 가압 샤프트 이동 구동부
188a: 스캐너용 엘엠 블록 188b: 스캐너용 엘엠 가이드
188d: 스캐너용 볼 스크류 188e: 스캐너용 구동모터
189: 밀봉부 189a: 스캐너용 벨로우즈관
M: 렌즈부110: vacuum chamber 111: chamber through hole
120: stage unit 130: substrate tray unit
140: substrate support module 141: support module frame portion
142: horizontal bar portion for mounting the contact portion 143: vertical bar portion
144: horizontal bar portion for coupling 145: horizontal bar portion for coupling
148: substrate contact portion
150: up/down moving module for support module
160: laser unit 161: laser scanner
170: stage moving unit 180: scanner moving unit
181: moving plate part for scanner 182: moving plate part main body
183:
184:
184b: bottom wall portion for
184d: window placement hole 185: transmission window
187: pressure shaft portion for the scanner
188: pressure shaft moving drive unit for the scanner
188a: LM block for
188d:
189: sealing
M: lens part
Claims (15)
상기 진공 챔버의 내부에 배치되며, 상기 진공 챔버의 내부로 로딩된 상기 기판을 척킹하는 척킹부를 구비하는 스테이지유닛;
상기 진공 챔버의 하부벽에 형성된 챔버 관통공을 통해 상기 진공 챔버의 하부벽을 관통하며 상기 진공 챔버 내의 기판으로 레이저 빔(Laser Beam)을 조사(照射, irradiation)하여 상기 에칭 공정을 수행하는 레이저 스캐너를 구비하는 레이저유닛; 및
상기 레이저 스캐너를 지지하고, 상기 진공 챔버에 연결되어 상기 진공 챔버의 내부를 밀봉하며, 상기 레이저 스캐너가 상기 기판에 대해 접근 및 이격될 수 있도록 상기 레이저 스캐너를 업/다운(up/down) 방향으로 이동시키는 스캐너 이동유닛을 포함하며,
상기 스캐너 이동유닛은,
상기 레이저 스캐너를 지지하며, 업/다운(up/down) 방향으로 이동되는 스캐너용 이동 플레이트부;
상기 스캐너용 이동 플레이트부에 연결되며, 상기 스캐너용 이동 플레이트부를 이동시키는 플레이트용 이동부; 및
상기 스캐너용 이동 플레이트부와 상기 진공 챔버에 연결되며, 상기 레이저 스캐너를 상기 진공 챔버의 내부에 대해 차폐하는 밀봉부를 포함하는 하향식 기판 에칭장치.A vacuum chamber in which an etching process is performed on the substrate;
A stage unit disposed inside the vacuum chamber and including a chucking portion for chucking the substrate loaded into the vacuum chamber;
A laser scanner that penetrates the lower wall of the vacuum chamber through a chamber through hole formed in the lower wall of the vacuum chamber and performs the etching process by irradiating a laser beam to a substrate in the vacuum chamber A laser unit having a; And
Supports the laser scanner, is connected to the vacuum chamber to seal the interior of the vacuum chamber, and moves the laser scanner in an up/down direction so that the laser scanner can be approached and spaced apart from the substrate. It includes a scanner moving unit to move,
The scanner moving unit,
A moving plate portion for a scanner that supports the laser scanner and moves in an up/down direction;
A plate moving part connected to the moving plate part for the scanner and moving the moving plate part for the scanner; And
A top-down substrate etching apparatus including a sealing portion connected to the moving plate portion for the scanner and the vacuum chamber, and shielding the laser scanner from the inside of the vacuum chamber.
상기 스캐너용 이동 플레이트부는,
상기 플레이트용 이동부가 결합되는 이동 플레이트부 본체; 및
상기 이동 플레이트부 본체에 결합되며, 상기 레이저 빔이 투과하는 투과 윈도우를 포함하는 하향식 기판 에칭장치.The method of claim 1,
The moving plate portion for the scanner,
A moving plate main body to which the plate moving part is coupled; And
A top-down substrate etching apparatus including a transmission window coupled to the moving plate body and through which the laser beam passes.
상기 이동 플레이트부 본체는,
다수개의 절개공이 형성된 플레이트 몸체부; 및
상기 플레이트 몸체부에 연결되며, 상기 절개공에 연통되는 삽입홈을 형성하는 포켓부를 포함하는 하향식 기판 에칭장치. The method of claim 3,
The moving plate part main body,
Plate body portion formed with a plurality of cutout holes; And
A top-down substrate etching apparatus comprising a pocket portion connected to the plate body portion and forming an insertion groove communicating with the cut-out hole.
상기 포켓부는,
상기 플레이트 몸체부에 결합되는 포켓부용 측벽부; 및
상기 포켓부용 측벽부에 결합되며, 상기 투과 윈도우가 배치되는 윈도우 배치공이 형성된 포켓부용 바닥벽부를 포함하는 하향식 기판 에칭장치. The method of claim 4,
The pocket portion,
A side wall portion for a pocket portion coupled to the plate body portion; And
A top-down substrate etching apparatus including a bottom wall portion for a pocket portion coupled to the side wall portion for the pocket portion and having a window placement hole in which the transmission window is disposed.
상기 플레이트용 이동부는,
상기 진공 챔버의 하부벽을 관통하여 상기 스캐너용 이동 플레이트부에 결합되는 스캐너용 가압 샤프트부; 및
상기 스캐너용 가압 샤프트부에 연결되고 상기 진공 챔버의 외부에 배치되며, 상기 스캐너용 가압 샤프트부를 업/다운(up/down) 이동시키는 스캐너용 가압 샤프트 이동 구동부를 포함하는 하향식 기판 에칭장치.The method of claim 1,
The moving part for the plate,
A pressure shaft portion for a scanner that penetrates the lower wall of the vacuum chamber and is coupled to the moving plate portion for the scanner; And
A top-down substrate etching apparatus comprising a pressure shaft moving driver for a scanner connected to the pressure shaft for the scanner, disposed outside the vacuum chamber, and moving the pressure shaft for the scanner up/down.
상기 스캐너용 가압 샤프트 이동 구동부는,
상기 스캐너용 가압 샤프트부가 결합되는 스캐너용 엘엠 블록(LM block);
상기 스캐너용 엘엠 블록의 이동을 안내하는 스캐너용 엘엠 가이드(LM guide); 및
상기 스캐너용 엘엠 블록에 연결되며, 상기 스캐너용 엘엠 블록을 이동시키는 스캐너용 엘엠 블록용 구동부를 포함하는 하향식 기판 에칭장치.The method of claim 6,
The pressure shaft movement driving unit for the scanner,
An LM block for a scanner to which the pressure shaft portion for the scanner is coupled;
An LM guide for a scanner guiding the movement of the scanner LM block; And
A top-down substrate etching apparatus including a driver for a scanner LM block that is connected to the scanner LM block and moves the scanner LM block.
상기 밀봉부는,
상단부가 상기 스캐너용 이동 플레이트부에 결합되고 하단부가 상기 진공 챔버의 하부벽에 결합되며 길이가 가변되는 스캐너용 벨로우즈관을 포함하는 하향식 기판 에칭장치.The method of claim 1,
The sealing part,
A top-down substrate etching apparatus comprising a scanner bellows tube having an upper end portion coupled to the moving plate portion for the scanner, a lower portion coupled to the lower wall of the vacuum chamber, and having a variable length.
상기 스캐너 이동유닛은,
상기 스캐너용 이동 플레이트부에 지지되며, 상기 레이저 빔을 집속시키는 렌즈부를 더 포함하는 하향식 기판 에칭장치.The method of claim 1,
The scanner moving unit,
A top-down substrate etching apparatus that is supported on the moving plate for the scanner and further comprises a lens unit for focusing the laser beam.
상기 진공 챔버에 연결되며, 상기 기판을 지지하고 상기 기판을 척킹부 방향으로 이동시키는 기판 트레이유닛을 더 포함하는 하향식 기판 에칭장치.The method of claim 1,
A top-down substrate etching apparatus further comprising a substrate tray unit connected to the vacuum chamber and supporting the substrate and moving the substrate in a chucking portion direction.
상기 기판 트레이유닛은,
상기 기판에 마련된 비액티브 영역에 접촉되는 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛을 포함하는 하향식 기판 에칭장치.The method of claim 10,
The substrate tray unit,
A top-down substrate etching apparatus comprising a non-active area-contact type substrate tray unit in contact with a non-active area provided on the substrate.
상기 비액티브 영역 접촉형 기판 트레이유닛은,
상기 진공 챔버의 내부에 배치되며, 상기 기판을 지지하는 기판 지지모듈; 및
상기 기판 지지모듈에 연결되며, 상기 기판 지지모듈을 상기 척킹부에 대하여 업/다운(up/down) 이동시키는 지지모듈용 업/다운(up/down) 이동모듈을 포함하는 하향식 기판 에칭장치.The method of claim 11,
The inactive area contact type substrate tray unit,
A substrate support module disposed inside the vacuum chamber and supporting the substrate; And
A top-down substrate etching apparatus comprising an up/down moving module for a support module connected to the substrate support module and moving the substrate support module up/down with respect to the chucking part.
상기 기판 지지모듈은,
상기 지지모듈용 업/다운(up/down) 이동모듈에 지지되는 지지모듈 프레임부; 및
상기 지지모듈 프레임부에 연결되며, 상기 기판의 상기 비액티브 영역에 접촉되는 기판 접촉부를 포함하는 하향식 기판 에칭장치.The method of claim 12,
The substrate support module,
A support module frame part supported by an up/down moving module for the support module; And
A top-down substrate etching apparatus including a substrate contact portion connected to the support module frame portion and in contact with the inactive region of the substrate.
상기 지지모듈 프레임부는,
상기 기판 접촉부가 결합되며, 상호 이격되어 배치되는 다수개의 접촉부 장착용 가로 바아부;
각각의 상기 접촉부 장착용 가로 바아부에 결합되며, 상호 이격되어 배치되는 다수개의 세로 바아부; 및
상기 세로 바아부에 결합되며, 상기 업/다운(up/down) 이동모듈이 결합되는 결합용 가로 바아부를 포함하는 하향식 기판 에칭장치.The method of claim 13,
The support module frame part,
A horizontal bar portion for mounting a plurality of contact portions which are coupled to the substrate contact portions and are disposed to be spaced apart from each other;
A plurality of vertical bar portions coupled to each of the horizontal bar portions for mounting the contact portions and disposed to be spaced apart from each other; And
A top-down substrate etching apparatus including a coupling horizontal bar portion coupled to the vertical bar portion and to which the up/down moving module is coupled.
상기 지지모듈용 업/다운(up/down) 이동모듈은,
상기 진공 챔버의 하부벽을 관통하여 상기 지지모듈 프레임부에 결합되는 트레이유닛용 가압 샤프트부; 및
상기 트레이유닛용 가압 샤프트부에 연결되고 상기 진공 챔버의 외부에 배치되며, 상기 트레이유닛용 가압 샤프트부를 업/다운(up/down) 이동시키는 트레이유닛용 샤프트용 이동 구동부를 포함하는 하향식 기판 에칭장치.The method of claim 13,
The up/down moving module for the support module,
A pressure shaft portion for a tray unit that penetrates the lower wall of the vacuum chamber and is coupled to the support module frame portion; And
Top-down substrate etching apparatus including a moving drive for a shaft for a tray unit connected to the pressure shaft for the tray unit and disposed outside the vacuum chamber, and for moving the pressure shaft for the tray unit up/down .
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- 2019-12-23 KR KR1020190172687A patent/KR102243720B1/en active IP Right Grant
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