KR102358063B1

KR102358063B1 - 박막 제거 장치 및 박막 제거 방법

Info

Publication number: KR102358063B1
Application number: KR1020200059334A
Authority: KR
Inventors: 박대성; 이준정; 원재웅
Original assignee: (주)미래컴퍼니
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2022-02-04
Also published as: TW202144110A; KR20210142468A; TWI803872B; JP7179119B2; CN113681163B; CN113681163A; JP2021181118A

Abstract

본 발명의 실시예들은 박막 제거 장치 및 박막 제거 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치는 피가공물에 배치된 박막 상에 보호 필름을 부착하는 필름 부착 장치, 레이저 빔을 조사하여, 상기 피가공물로부터 상기 박막과 상기 보호 필름을 일체로 분리하는 레이저 가공 유닛 및 상기 피가공물로부터 상기 박막을 이탈시키는 필름 제거 유닛을 포함한다.

Description

박막 제거 장치 및 박막 제거 방법{APPRATUS FOR REMOVING THIN FILM AND METHOD FOR REMOVING THIN FILM}

본 발명의 실시예들은 박막 제거 장치 및 박막 제거 방법에 관한 것이다.

외부의 충격 또는 산소나 수분의 유입으로부터 피가공물을 보호하기 위해, 피가공물에 보호막이 배치될 수 있다. 보호막은 피가공물의 외부에 배치되는 박막 형태의 부재로서, 피가공물과 외부의 접촉을 차단하여 피가공물의 내구성을 높일 수 있다.

그런데 피가공물 상에 배치된 박막에 이물이 묻어있거나, 제조 과정에서 박막에 불량이 발생하는 경우, 해당 박막이 다른 피가공물 또는 완성된 제품에 악영향을 주어, 제품의 수율이 저하될 수 있다. 따라서 불량인 박막 또는 오염된 박막을 제거할 필요가 있다.

종래 방법으로서 접착식 테이프를 이용해 박막에 묻은 이물을 직접 제거하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 수작업으로 진행되기 때문에 이물이 완벽하게 제거되지 않으며, 제거하는데 소요되는 시간이 길어 생산량이 저하될 수 있다. 또한, 많은 인력이 투입되어야 하기 때문에 수율을 높이기 위해서는 인건비가 늘어나게 된다.

또한, 오염된 박막 또는 불량인 박막을 제거하기 위한 종래 방법으로서, 레이저를 이용한 방식이 있다. 그러나 레이저로 박막을 가공하는 과정에서 흄(fume) 등의 미세 이물이 발생하고, 이로 인해 다른 피가공물 및/또는 박막에 2차 오염이 발생할 수 있다. 또한, 레이저 가공 시에 발생하는 흄 등의 미세 이물을 제거하기 위해 흡입 장치를 계속 가동해야 하기 때문에 비용이 문제가 된다.

전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.

본 발명의 실시예들은 피가공물의 2차 오염 없이 피가공물의 상면에 배치된 박막을 제거할 수 있는 박막 제거 장치 및 박막 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 다만, 전술한 과제는 본 발명의 실시예들에 따른 것으로, 본 발명의 목적 및 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치는 피가공물에 배치된 박막 상에 보호 필름을 부착하는 필름 부착 장치, 레이저 빔을 조사하여, 상기 피가공물로부터 상기 박막과 상기 보호 필름을 일체로 분리하는 레이저 가공 유닛 및 상기 피가공물로부터 상기 박막을 이탈시키는 필름 제거 유닛을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치에 있어서, 상기 보호 필름은 상기 박막에 대응되는 형상을 가지며, 상기 박막의 상면에 부착된 상태에서 단부가 상기 박막의 외측으로 돌출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치에 있어서, 상기 레이저 빔은 파장이 440 nm 내지 1500 nm이고, 상기 보호 필름을 투과하여 상기 박막의 일부를 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치에 있어서, 상기 레이저 가공 유닛은 상기 레이저 빔을 상기 박막의 내측 영역에 조사하여 상기 박막을 상기 피가공물의 상면으로부터 들뜨게(또는 Ablation) 하고, 상기 레이저 빔을 상기 박막의 가장자리에 조사하여 상기 박막의 가장자리를 상기 피가공물의 상면으로부터 분리시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치에 있어서, 상기 필름 제거 유닛은 상기 보호 필름의 단부를 파지한 상태에서 기 설정된 방향으로 이동하여, 상기 피가공물로부터 상기 박막과 상기 보호 필름을 일체로 이탈시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 제거 방법은 피가공물에 배치된 박막 상에 보호 필름을 부착하는 단계, 상기 레이저 빔을 조사하여, 상기 피가공물로부터 상기 박막과 상기 보호 필름을 일체로 분리하는 단계 및 상기 피가공물로부터 상기 박막을 이탈시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 제거 방법에 있어서, 상기 레이저 빔은 파장이 440 nm 내지 1500 nm이고, 상기 보호 필름을 투과하여 상기 박막의 일부를 제거할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 제거 방법에 있어서, 상기 박막과 상기 보호 필름을 일체로 분리하는 단계는 상기 레이저 빔을 상기 박막의 내측 영역에 조사하여 상기 박막을 상기 피가공물의 상면으로부터 들뜨게 하는 단계 및 상기 레이저 빔을 상기 박막의 가장자리에 조사하여 상기 박막의 가장자리를 상기 피가공물의 상면으로부터 분리시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 제거 방법에 있어서, 상기 박막을 이탈시키는 단계는 상기 보호 필름의 단부를 파지한 상태에서 기 설정된 방향으로 이동하여, 상기 피가공물로부터 상기 박막과 상기 보호 필름을 일체로 이탈시킬 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들에 따른 박막 제거 장치 및 박막 제거 방법은 피가공물의 상면에 배치된 박막 상에 보호 필름을 부착하고, 레이저 빔을 조사하여 피가공물의 상면과 박막을 분리함으로써, 박막 제거 공정에서 발생하는 흄 등의 이물이 비산 및 확산되는 것을 방지할 수 있어, 이물에 의해 다른 피가공물이 2차 오염되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치 및 박막 제거 방법은 박막과 보호 필름이 부착된 상태에서 공정을 진행함으로써 다른 피가공물이 2차 오염되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치 및 박막 제거 방법은 별도의 흡입 장치 또는 배기 장치를 구비할 필요가 없어, 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 필름 부착 유닛의 작동 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 보호 필름의 다양한 형태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 레이저 가공 유닛의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 레이저 가공 유닛의 작동 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 필름 제거 유닛의 작동 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 비교예와 발명예의 박막 제거 공정 전후를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 제거 방법을 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치(10)를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 필름 부착 유닛(200)의 작동 상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 보호 필름(PF)의 다양한 형태를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치(10)는 박막(TF)을 제거하는데 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 박막 제거 장치(10)는 기판(S)에 포함된 복수 개의 피가공물(W)의 상면에 배치된 박막(TF) 중 이물이 부착된 박막(TF) 또는 불량인 박막(TF)을 제거하는데 이용될 수 있다. 다만, 박막(TF)은 반드시 이물이 부착된 박막(TF) 또는 불량인 박막(TF)에 한정되는 것은 아니며, 제거가 필요한 다양한 상태의 박막(TF)일 수 있다. 본 명세서에서는 발명의 편의를 위해 이물이 부착된 박막(TF) 또는 불량인 박막(TF)을 중심으로 설명할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치(10)는 스테이지(100)와, 필름 부착 유닛(200)과, 레이저 가공 유닛(300)과, 필름 제거 유닛(400)을 포함할 수 있다.

기판(S)은 스테이지(100)의 상면에 안착된다. 일 실시예로, 가공 중 기판(S)이 흔들리거나 진동하는 것을 방지하기 위해, 스테이지(100)는 고정 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스테이지(100)는 기판(S)의 상면을 가압하여 고정하는 그리퍼(미도시)나, 기판(S)의 하면을 흡착하는 흡입공(미도시)을 포함할 수 있다.

스테이지(100)는 가공 중 고정된 상태를 유지하거나, 컨트롤러(미도시)의 조작에 의해 적어도 어느 한 방향으로 병진 또는 회전 운동할 수 있다.

필름 부착 유닛(200)은 스테이지(100) 상에 안착된 피가공물(W) 상에 보호 필름(PF)을 부착한다. 일 실시예로, 필름 부착 유닛(200)은 피가공물(W)의 상면에 배치된 박막(TF) 상에 보호 필름(PF)을 부착할 수 있다.

보호 필름(PF)의 재질은 특별히 한정하지 않는다. 일 실시예로, 보호 필름(PF)은 가공에 사용되는 레이저가 투과되는 재질로서, PET로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 보호 필름(PF)은 레이저 가공 유닛(300)에서 조사되는 파장 440 nm 내지 1500 nm의 레이저 빔(L)이 투과되는 재질로서, 투명 또는 불투명한 재질일 수 있다.

일 실시예로, 보호 필름(PF)은 광학용 접착제를 포함할 수 있으며, 광학용 접착제는 OCA(optical clear adhesive) 또는 OCR(optical clear resin)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 필름 부착 유닛(200)은 흡착 패드(210)와, 제1 롤러(220)를 포함할 수 있다.

흡착 패드(210)는 보호 필름(PF)을 흡착하여 박막(TF) 상에 부착시킨다. 일 실시예로, 흡착 패드(210)는 로딩 유닛(미도시)에 로딩되어 있는 보호 필름(PF)을 흡착하여 들어올린 수 있다. 그리고 흡착 패드(210)는 이물이 부착된 박막(TF) 또는 불량인 박막(TF)으로 이동한 다음, 아래로 움직여 보호 필름(PF)을 이물이 부착된 박막(TF) 또는 불량인 박막(TF) 상에 부착할 수 있다(도 2의 (a) 참조).

제1 롤러(220)는 박막(TF) 상에 부착된 보호 필름(PF)을 가압할 수 있다. 일 실시예로, 제1 롤러(220)는 필름 부착 유닛(200)의 이동 방향으로 이동하면서 보호 필름(PF)을 위에서 아래로 가압할 수 있다. 이에 따라, 박막(TF)과 보호 필름(PF)이 보다 밀접하게 부착될 수 있으며, 특히 박막(TF)과 보호 필름(PF) 사이의 기포를 제거하여 박막(TF)과 보호 필름(PF) 간의 부착력을 높일 수 있다.

일 실시예로, 보호 필름(PF)은 박막(TF)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 보호 필름(PF)은 다양한 형상을 갖는 박막(TF)과 동일한 형상을 가질 수 있다.

보호 필름(PF)의 크기는 특별히 한정하지 않는다. 일 실시예로, 보호 필름(PF)은 박막(TF)보다 기 설정된 비율만큼 큰 것이 바람직하다. 즉, 보호 필름(PF)은 박막(TF)의 형상에 대응되는 형상을 갖되, 그 크기는 박막(TF)보다 클 수 있다. 이에 따라, 보호 필름(PF)이 박막(TF) 상에 부착된 상태에서, 보호 필름(PF)의 단부가 박막(TF)의 외측으로 돌출되어, 이후 필름 제거 유닛(400)을 이용해 용이하게 박막(TF)을 제거할 수 있다.

도 4는 도 1의 레이저 가공 유닛(300)의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 5 및 도 6은 도 4의 도 1의 레이저 가공 유닛(300)의 작동 상태를 나타내는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치(10)는 레이저 가공 유닛(300)을 이용해 피가공물(W) 상에 배치된 박막(TF)을 분리할 수 있다. 레이저 가공 유닛(300)은 소정의 파장 및 에너지를 갖는 레이저 빔을 조사하여, 피가공물(W)로부터 박막(TF)과 보호 필름(PF)을 일체로 분리할 수 있다.

도 4를 참조하면, 일 실시예로, 레이저 가공 유닛(300)은 레이저 발진기(310), 광학계(320), 레이저 컨트롤러(330)를 포함할 수 있다.

레이저 발진기(310)는 특정 매질을 여기(excitation)시켜 레이저 빔(L)을 생성할 수 있다. 레이저 발진기(310)에서 사용되는 매질은 특별히 한정하지 않으며, 액체, 기체, 고체 또는 반도체를 이용할 수 있다.

레이저 발진기(310)에서 발진된 레이저 빔(L)의 파장은 특별히 한정하지 않는다. 바람직하게, 레이저 빔(L)은 블루 레이저(blue laser) 내지 근적외선 레이저(near infrared laser)로서, 440 nm 내지 1500 nm의 파장을 가질 수 있다.

일 실시예로, 레이저 발진기(310)는 펄스 레이저(pulse laser)를 생성할 수 있다. 레이저 발진기(310)는 Q-스위칭(Q-switching) 장치를 구비할 수 있으며, 이에 따라 ps 내지 fs의 극초단 펄스폭을 갖는 레이저 빔(L)을 생성할 수 있다.

광학계(320)는 레이저 발진기(310)에서 생성된 레이저 빔(L)의 광 경로를 제어하거나, 피가공물(W) 상에 조사되는 레이저 빔(L)의 스팟 등을 성형할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학계(320)는 두 개의 갈바노 미터(321a, 321b)와, F-theta 렌즈(322)를 포함할 수 있다.

갈바노 미터(321a, 321b)는 서보 모터(미도시) 및 이를 제어하는 레이저 컨트롤러(330)에 의해, 입사되는 레이저 빔(L)의 광 경로를 제어할 수 있다. 갈바노 미터(321a, 321b)는 적어도 어느 한 축, 예를 들어 X축 또는 Y축을 중심으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 레이저 발진기(310)에서 발진된 레이저 빔(L)은 갈바노 미터(321a, 321b)에 의해 기 설정된 경로를 따라 이동할 수 있다.

갈바노 미터(321a, 321b)를 통과한 레이저 빔(L)은 F-theta 렌즈(322)에 입사될 수 있다. F-theta 렌즈(322)는 레이저 빔(L)을 집광하여, 스테이지(100) 상에 안착된 피가공물(W)의 기 설정된 위치에 조사할 수 있다.

레이저 컨트롤러(330)는 레이저 발진기(310), 광학계(320) 및 스테이지(100)을 제어할 수 있다. 일 실시예로, 레이저 컨트롤러(330)는 스테이지(100) 상에 안착된 피가공물(W)의 위치 및 레이저 빔(L)의 이동 속도, 조사 위치 등을 고려하여 레이저 발진기(310)에서 발진되는 레이저 빔(L)의 조사 타이밍을 제어할 수 있다. 또는 레이저 컨트롤러(330)는 레이저 발진기(310)에서 조사되는 레이저 빔(L)의 출력 또는 파장 등을 제어할 수 있다.

또한 레이저 컨트롤러(330)는 광학계(320), 즉, 갈바노 미터(321a, 321b)와 F-theta 렌즈(322)의 위치를 제어하여 레이저 빔(L)의 광 경로 및 조사 위치 등을 제어할 수 있다.

또한 레이저 컨트롤러(330)는 레이저 가공 중에 레이저 가공 유닛(300) 자체를 가공 방향으로 이동시키거나, 스테이지(100)을 가공 방향으로 이동시켜 레이저 가공을 진행할 수 있다.

다른 실시예로, 레이저 가공 유닛(300)은 레이저 발진기(310)에서 발진된 레이저 빔(L)을 두 개의 레이저 빔으로 분할하는 빔 스플리터를 포함할 수 있다. 이때, 상기 빔 스플리터는 편광 빔 스플리터(polarizing beam splitter; PBS)로서, 레이저 빔을 서로 다른 편광 상태를 갖는 레이저 빔을 이용할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 레이저 가공 유닛(300)은 특정 편광 상태를 갖는 레이저 빔만을 이용하여 레이저 가공 품질을 높일 수 있다 또는, 두 개로 분할된 레이저 빔을 모두 이용하여 레이저 가공 속도를 높일 수 있다.

도 5를 참조하면, 레이저 가공 유닛(300)에서 조사된 레이저 빔(L)은 박막(TF)에 조사될 수 있다. 일 실시예로, 레이저 빔(L)은 440 nm 내지 1500 nm의 파장을 가지며, 보호 필름(PF)은 해당 파장의 레이저 빔(L)을 투과시키는 재질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 레이저 빔(L)은 보호 필름(PF)을 투과하여 박막(TF)의 하면에 조사될 수 있다. 그리고 레이저 빔(L)에 의해 박막(TF)의 일부가 제거되면서, 피가공물(W)의 상면과 박막(TF)의 적어도 일부가 서로 분리될 수 있다. 이때, 박막(TF)과 보호 필름(PF)은 서로 부착된 상태이므로, 피가공물(W)의 상면으로부터 박막(TF)과 보호 필름(PF)이 일체로 분리될 수 있다.

도 6을 참조하면, 레이저 가공 유닛(300)에 의해 조사된 레이저 빔(L)은 평면에서 보았을 때, 예를 들어 XY 평면에서 보았을 때 박막(TF)의 내부 영역에 조사되어, 피가공물(W)의 상면으로부터 박막(TF)을 들뜨게 한다. 또한, 레이저 빔(L)은 XY 평면에서 보았을 때 박막(TF)의 가장자리를 따라 조사되어, 박막(TF)의 가장자리를 피가공물(W)의 상면으로부터 분리시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치(10)는 레이저 가공 중에 박막(TF)의 상면에 보호 필름(PF)이 부착된 상태이기 때문에, 레이저 빔(L)을 조사하는 공정에서 발생하는 흄 등의 이물이 비산하는 것을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 이물에 의해 다른 박막(TF)이 2차 오염되는 문제를 방지할 수 있다.

도 7은 필름 제거 유닛(400)의 작동 상태를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 필름 제거 유닛(400)은 레이저 가공 유닛(300)에 의해 피가공물(W)의 상면으로부터 분리된 박막(TF)을 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 필름 제거 유닛(400)은 제2 롤러(410)와, 그리퍼(420)를 포함할 수 있다.

레이저 가공 유닛(300)에 의해 피가공물(W)의 상면과 박막(TF)이 서로 분리되면, 필름 제거 유닛(400)이 스테이지(100) 상으로 이동할 수 있다. 필름 제거 유닛(400)은 제2 롤러(410)를 이용해 보호 필름(PF)에 접착 후 들어올려, 박막(TF)의 일부를 피가공물(W)의 상면으로부터 이격시킬 수 있다.

일 실시예로, 제2 롤러(410)의 외주면에는 소정의 접착 부재가 배치될 수 있다. 여기서, 피가공물(W)의 상면과 박막(TF)은 레이저 가공 유닛(300)에 의해 분리된 상태인 반면, 박막(TF)은 보호 필름(PF)과 부착된 상태이다. 이에 따라, 제2 롤러(410)가 보호 필름(PF)의 상면과 접촉한 상태에서 상하 방향 또는 좌우 방향으로 움직이면 보호 필름(PF)도 제2 롤러(410)에 부착된 상태에서 동일한 방향으로 움직이게 된다.

필름 제거 유닛(400)은 제2 롤러(410)를 기 설정된 방향으로 이동시켜, 박막(TF)의 단부를 피가공물(W)의 상면으로부터 이격시킬 수 있다(도 7의 (a) 참조).

그리퍼(420)는 박막(TF)을 피가공물(W)의 상면으로부터 완전히 이탈시킬 수 있다.

일 실시예로, 그리퍼(420)는 제2 롤러(410)에 의해 박막(TF)이 피가공물(W)의 상면으로부터 이격된 상태에서, 보호 필름(PF)의 단부를 파지할 수 있다.

필름 제거 유닛(400)은 그리퍼(420)가 보호 필름(PF)의 단부를 파지한 상태에서 기 설정된 방향으로 이동하여, 피가공물(W)로부터 박막(TF)과 보호 필름(PF)을 일체로 이탈시킬 수 있다(도 7의 (b) 참조).

도 8은 비교예와 발명예의 박막 제거 공정 전후를 나타내는 도면이다.

도 8에서 공정 전은 피가공물(W)의 상면에 박막(TF)이 부착된 상태를 나타내고, 비교예 1은 레이저 조사 장치 및 흡입 장치를 이용하여 박막(TF)을 제거한 상태를 나타내고, 비교예 2는 초음파 세정기를 이용해 박막(TF)을 제거한 상태를 나타내고, 발명예는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치(10)를 이용해 박막(TF)을 제거한 상태를 나타낸다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 종래의 레이저 조사 장치를 이용하여 박막(TF)을 제거하는 경우, 흄 등의 이물이 발생할 수 있으며, 이러한 이물이 흡입 장치에 의해 흡입되지 않고 잔존하여 피가공물(W)을 2차 오염시킬 수 있다. 또한, 제거 공정 동안 흡입 장치를 계속 가동해야 하기 때문에 경제적이지 않다.

마찬가지로 종래의 초음파 세정기를 이용하여 박막(TF)을 제거하더라도 이 과정에서 발생한 이물이 피가공물(W)을 2차 오염시킬 우려가 있다.

반면, 본 발명에 따른 박막 제거 장치(10)는 제거하고자 하는 박막(TF)의 상면에 보호 필름(PF)을 부착한 상태에서 레이저 빔(L)을 조사하기 때문에, 이 과정에서 발생한 흄 등의 이물이 비산하는 것을 최소화함으로써, 이물에 의해 다른 피가공물(W)이 2차 오염되는 것을 방지할 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치(10)는 박막(TF) 상에 보호 필름(PF)이 부착된 후 필름 제거 유닛(400)으로 박막(TF)을 제거할 때까지 박막(TF)의 상면에 보호 필름(PF)이 부착된 상태를 유지할 수 있기 때문에, 다른 박막(TF)과 피가공물(W)이 2차 오염되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치(10)는 검사 유닛(500)을 더 포함할 수 있다.

검사 유닛(500)은 피가공물(W)의 위치를 검출하고, 검출된 위치에 관한 정보를 필름 부착 유닛(200)과, 레이저 가공 유닛(300)과, 필름 제거 유닛(400) 중 적어도 어느 하나로 전달할 수 있다.

일 실시예로, 검사 유닛(500)은 비전 카메라(미도시)를 포함할 수 있다. 검사 유닛(500)은 상기 비전 카메라를 이용해 스테이지(100) 상에 안착된 피가공물(W)을 촬상하여 영상을 획득할 수 있다. 그리고 검사 유닛(500)은 촬상된 영상에 기초하여, 오염된 피가공물(W) 또는 불량인 피가공물(W)(보다 구체적으로는, 박막(TF)이 오염되거나 불량인 피가공물(W))을 판별할 수 있다.

또한, 검사 유닛(500)은 촬상된 영상에 기초하여 오염되거나 불량인 피가공물(W)의 위치를 검출하고, 위치 정보를 필름 부착 유닛(200)과, 레이저 가공 유닛(300)과, 필름 제거 유닛(400)으로 전달할 수 있다.

필름 부착 유닛(200)은 전달 받은 피가공물(W)의 위치 정보에 기초하여 보호 필름(PF)을 해당 피가공물(W)의 상면에 부착할 수 있다.

레이저 가공 유닛(300)은 전달 받은 피가공물(W)의 위치 정보에 기초하여 해당 피가공물(W)의 상면에 레이저 빔(L)을 조사할 수 있다. 또한, 레이저 컨트롤러(330)는 전달 받은 피가공물(W)의 위치 정보에 기초하여 광학계(320)를 제어하여, 레이저 빔(L)의 광 경로와 조사 위치 등을 제어할 수 있다.

필름 제거 유닛(400)은 전달 받은 피가공물(W)의 위치 정보에 기초하여 해당 피가공물(W)의 상면으로부터 박막(TF)을 이탈시킬 수 있다.

일 실시예로, 검사 유닛(500)은 박막(TF)이 이탈된 피가공물(W)의 상면을 재차 검사하여, 박막(TF)이 제대로 이탈되었는지 검사할 수 있다.

한편, 피가공물(W)이 스테이지(100)의 상면에 안착된 상태에서, 필름 부착 유닛(200)과, 레이저 가공 유닛(300)과, 필름 제거 유닛(400)과, 검사 유닛(500)이 스테이지(100)로 접근하여 동작하는 것으로 나타냈으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

예를 들어, 하나의 라인 상에 필름 부착 유닛(200)과, 레이저 가공 유닛(300)과, 필름 제거 유닛(400)과, 검사 유닛(500)이 배치되고, 스테이지(100)가 상기 라인을 따라 일 방향으로 이동하면서 피가공물(W)에 대한 가공이 이루어질 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 제거 방법을 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 박막 제거 방법은 피가공물(W)에 배치된 박막(TF) 상에 보호 필름(PF)을 부착하는 단계(S100)와, 레이저 빔(L)을 조사하여 피가공물(W)로부터 박막(TF)과 보호 필름(PF)을 일체로 분리하는 단계(S200)와, 피가공물(W)로부터 박막(TF)을 이탈시키는 단계(S300)를 포함할 수 있다.

먼저, 도 1 내지 도 9를 참조하면, 이송 유닛(미도시) 등에 의해 스테이지(100) 상에 피가공물(W)이 안착된 상태에서, 피가공물(W)의 상면에 배치된 박막(TF) 상에 필름 부착 유닛(200)을 이용해 보호 필름(PF)을 부착한다.

보다 구체적으로, 필름 부착 유닛(200)의 흡착 패드(210)로 로딩 유닛(미도시) 상에 로딩되어 있는 보호 필름(PF)을 흡착하여 지지한다. 다음, 필름 부착 유닛(200)을 피가공물(W)의 박막 상에 위치시킨 상태에서 하강하여 보호 필름(PF)을 박막(TF) 상에 부착한다. 보호 필름(PF)의 하면에는 OCR 또는 OCA와 같은 접착제를 포함할 수 있다.

보호 필름(PF)을 박막(TF) 상에 부착한 다음, 필름 부착 유닛(200)의 제1 롤러(220)로 보호 필름(PF)을 가압한다. 이에 따라, 보호 필름(PF)과 박막(TF)이 보다 밀접하게 부착되고, 보호 필름(PF)과 박막(TF) 사이에 존재하는 기포를 제거할 수 있다.

다음, 보호 필름(PF)이 부착된 박막(TF)을 레이저 가공 유닛(300)으로 가공한다. 일 실시예로, 레이저 가공 유닛(300)의 레이저 발진기(310)에서 레이저 빔(L)을 생성하고, 광학계(320)를 제어하여 레이저 빔(L)의 조사 위치와 광 경로를 제어하여 피가공물(W)의 상면에 조사한다.

이때 레이저 빔(L)의 파장은 440 nm 내지 1500 nm일 수 있으며, 해당 파장을 갖는 레이저 빔(L)은 보호 필름(PF)을 투과하여, 피가공물(W)의 상면에 부착된 박막(TF)의 하부에 조사된다. 이에 따라, 박막(TF)의 일부가 제거되면서 피가공물(W)의 상면으로부터 박막(TF)과 보호 필름(PF)을 일체로 분리할 수 있다.

일 실시예로, 박막(TF)을 분리하는 단계(S200)는 레이저 빔(L)을 박막(TF)의 내측 영역에 조사하는 단계, 즉, 해칭(hatching) 단계와, 레이저 빔(L)을 박막(TF)의 가장자리를 따라 조사하는 단계, 즉, 트리밍(trimming) 단계를 포함할 수 있다.

해칭 단계에서는 도 6의 XY 평면에서 보았을 때, 레이저 빔(L)을 박막(TF)의 내측 영역에 조사하여, 박막(TF)이 피가공물(W)의 상면으로부터 전체적으로 들뜨게 할 수 있다. 일 실시예로, 해칭 단계에서는 광학계(320)의 갈바노 미터(321a, 321b)를 제어하여, 빠른 속도로 레이저 빔(L)의 조사 위치를 제어함으로써 신속하게 실시할 수 있다.

트리밍 단계에서는 도 6의 XY 평면에서 보았을 때, 레이저 빔(L)을 박막(TF)의 가장자리를 따라 조사하여, 박막(TF)의 가장자리가 피가공물(W)의 상면으로부터 분리되도록 할 수 있다.

일 실시예로, 해칭 단계를 실시한 후에 트리밍 단계를 실시할 수 있다. 즉, 해칭 단계에서는 박막(TF)의 가장자리가 피가공물(W)의 상면에 부착된 상태일 수 있다. 이에 따라, 해칭 단계 중에 박막(TF)의 가장자리가 들뜨는 것을 방지하여 박막(TF)을 보다 정밀하게 분리할 수 있다.

다음, 분리된 박막(TF)을 필름 제거 유닛(400)으로 피가공물(W)의 상면에서 이탈시킨다. 일 실시예로, 필름 제거 유닛(400)의 제2 롤러(410)를 보호 필름(PF)의 상면에 접촉시킨다. 제2 롤러(410)는 롤러의 외주면에 소정의 접착 부재가 배치되어 있어, 제2 롤러(410)를 기 설정된 방향으로 이동시킴으로써 보호 필름(PF)을 동일한 방향으로 이동시킬 수 있다.

여기서 박막(TF)은 피가공물(W)의 상면에서 분리된 상태이나, 보호 필름(PF)과 부착된 상태이다. 따라서 제2 롤러(410)를 보호 필름(PF)의 가장자리에 부착시킨 상태에서 위로 들어올려, 보호 필름(PF)과 박막(TF)을 일체로 들어올릴 수 있다.

다음, 필름 제거 유닛(400)의 그리퍼(420)로 박막(TF)을 피가공물(W)의 상면에서 이탈시킨다. 그리퍼(420)는 제2 롤러(410)에 의해 들어올려진 보호 필름(PF)의 단부를 파지할 수 있으며, 그리퍼(420)를 기 설정된 방향으로 이동시킴으로써 보호 필름(PF)과 박막(TF)을 일체로 피가공물(W)의 상면에서 이탈시킬 수 있다.

일 실시예로, 검사 유닛(500)으로 피가공물(W)의 위치를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 피가공물(W)의 상면에 배치된 박막(TF) 상에 보호 필름(PF)을 부착하기 전에, 검사 유닛(500)의 상기 비전 카메라를 이용해 피가공물(W)의 영상을 촬상할 수 있다.

다음, 검사 유닛(500)은 촬상된 영상에 기초하여 피가공물(W)의 위치에 관한 정보를 산출할 수 있다.

또한, 검사 유닛(500)이 피가공물(W)의 위치 정보를 필름 부착 유닛(200)과, 레이저 가공 유닛(300)과, 필름 제거 유닛(400) 중 적어도 어느 하나로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이에 따라, 보호 필름(PF)을 부착하는 단계에서, 필름 부착 유닛(200)은 전달 받은 피가공물(W)의 위치 정보에 기초하여 보호 필름(PF)을 박막(TF) 상에 위치시킬 수 있다.

또한, 박막(TF)을 분리하는 단계에서, 레이저 가공 유닛(300)은 전달 받은 피가공물(W)의 위치 정보에 기초하여 레이저 발진기(310)와, 광학계(320)를 제어함으로써 레이저 가공을 실시할 수 있다.

또한, 박막(TF)을 이탈시키는 단계에서, 필름 제거 유닛(400)은 전달 받은 피가공물(W)의 위치 정보에 기초하여 박막(TF)을 피가공물(W)의 상면에서 이탈시킬 수 있다.

일 실시예로, 검사 유닛(500)으로 피가공 영역을 검사하는 단계를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 필름 제거 유닛(400)으로 박막(TF)을 제거한 다음, 검사 유닛(500)으로 박막(TF)이 제거된 피가공물(W)의 상면을 촬상할 수 있다. 검사 유닛(500)은 촬상된 영상에 기초하여, 피가공물(W)의 상면의 오염 상태 또는 박막(TF)의 제거 여부 등을 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치(10) 및 박막 제거 방법은 오염되거나 불량인 피가공물(W)의 상면에 배치된 박막(TF) 상에 보호 필름(PF)을 부착하고, 보호 필름(PF)을 투과하는 레이저 빔(L)을 조사하여 피가공물(W)의 상면으로부터 박막(TF)과 보호 필름(PF)을 일체로 이탈시킬 수 있으며, 레이저 조사에서 발생하는 이물로 인해 피가공물(W)이 2차 오염되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제거 장치(10) 및 박막 제거 방법은 박막(TF)과 보호 필름(PF)이 부착된 상태에서 공정을 진행함으로써 다른 피가공물(W)이 2차 오염되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 박막 제거 장치
100: 스테이지
200: 필름 부착 유닛
300: 레이저 가공 유닛
400: 필름 제거 유닛
500: 검사 유닛
S: 기판
W: 피가공물

Claims

피가공물에 배치된 박막 상에 보호 필름을 부착하는 필름 부착 장치;
레이저 빔을 조사하여, 상기 피가공물로부터 상기 박막과 상기 보호 필름을 일체로 분리하는 레이저 가공 유닛; 및
상기 피가공물로부터 상기 박막을 이탈시키는 필름 제거 유닛;을 포함하는, 박막 제거 장치.
제1 항에 있어서,
상기 보호 필름은
상기 박막에 대응되는 형상을 가지며, 상기 박막의 상면에 부착된 상태에서 단부가 상기 박막의 외측으로 돌출되는, 박막 제거 장치.
제1 항에 있어서,
상기 레이저 빔은
파장이 440 nm 내지 1500 nm이고, 상기 보호 필름을 투과하여 상기 박막의 일부를 제거하는, 박막 제거 장치.
제1 항에 있어서,
상기 레이저 가공 유닛은
상기 레이저 빔을 상기 박막의 내측 영역에 조사하여 상기 박막을 상기 피가공물의 상면으로부터 들뜨게 하고,
상기 레이저 빔을 상기 박막의 가장자리에 조사하여 상기 박막의 가장자리를 상기 피가공물의 상면으로부터 분리시키는, 박막 제거 장치.
제1 항에 있어서,
상기 필름 제거 유닛은
상기 보호 필름의 단부를 파지한 상태에서 기 설정된 방향으로 이동하여, 상기 피가공물로부터 상기 박막과 상기 보호 필름을 일체로 이탈시키는, 박막 제거 장치.
피가공물에 배치된 박막 상에 보호 필름을 부착하는 단계;
레이저 빔을 조사하여, 상기 피가공물로부터 상기 박막과 상기 보호 필름을 일체로 분리하는 단계; 및
상기 피가공물로부터 상기 박막을 이탈시키는 단계;를 포함하는, 박막 제거 방법.
제6 항에 있어서,
상기 레이저 빔은
파장이 440 nm 내지 1500 nm이고, 상기 보호 필름을 투과하여 상기 박막의 일부를 제거하는, 박막 제거 방법.
제6 항에 있어서,
상기 박막과 상기 보호 필름을 일체로 분리하는 단계는
상기 레이저 빔을 상기 박막의 내측 영역에 조사하여 상기 박막을 상기 피가공물의 상면으로부터 들뜨게 하는 단계; 및
상기 레이저 빔을 상기 박막의 가장자리에 조사하여 상기 박막의 가장자리를 상기 피가공물의 상면으로부터 분리시키는, 박막 제거 방법.
제6 항에 있어서,
상기 박막을 이탈시키는 단계는
상기 보호 필름의 단부를 파지한 상태에서 기 설정된 방향으로 이동하여, 상기 피가공물로부터 상기 박막과 상기 보호 필름을 일체로 이탈시키는, 박막 제거 방법.