KR20060077363A

KR20060077363A - 대기개방형 박막처리장치 및 이를 이용한 평판표시장치용기판의 박막처리방법

Info

Publication number: KR20060077363A
Application number: KR1020040116195A
Authority: KR
Inventors: 이종철; 박상혁
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사; 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2006-07-05
Also published as: TWI279855B; US20060144687A1; CN1796599A; TW200629391A; US9200369B2

Abstract

본 발명은 대기 개방된 상태에서 평판표시장치용 기판의 국소적인 부분에 대한 박막처리공정을 수행하는 대기개방형 박막처리장치 및 이를 이용한 박막처리방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지 상부에 위치되며 상하의 리텐션홀이 관통된 가스쉴드와, 상기 가스쉴드 상부에 위치되고 레이저빔을 출사하여 상기 리텐션홀을 통해 상기 기판으로 초점을 맞추는 에너지소스를 이용하여 대기 개방된 상태에서 상기 기판 표면을 처리하는 평판표시장치용 기판의 박막처리방법으로서, a)상기 스테이지 상에 상기 기판이 안착되는 단계와; b)상기 가스쉴드와 상기 에너지소스가 함께 이동하여 상기 기판 일 지점에 정렬되는 단계와; c)상기 리텐션홀로 반응가스가 공급되고 상기 레이저빔이 상기 리텐션홀을 통해서 상기 기판의 상기 일 지점에 초점을 맞추는 단계와; d)상기 에너지소스가 상기 리텐션 홀을 통해서 라인 형상으로 상기 초점을 상기 일 지점으로부터 타 지점으로 이동시키는 단계를 포함하여, 상기 기판 표면에 상기 일 지점으로부터 상기 타 지점을 연결하는 리페어라인을 형성하는 평판표시장치용 기판의 박막처리방법을 제공하고, 상기와 같은 박막처리방법을 수행할 수 있는 대기개방형 박막처리장치를 제공한다.

Description

대기개방형 박막처리장치 및 이를 이용한 평판표시장치용 기판의 박막처리방법{atmospheric thin film treatment apparatus and thin film treatment method for flat panel display device}

도 1은 일반적인 대기개방형 박막처리장치에 대한 단면구조도.

도 2는 일반적인 대기개방형 박막처리장치의 작동상태에 따른 기판 표면에서의 반응가스 흐름을 나타낸 개념도.

도 3은 본 발명에 따른 대기개방형 박막처리장치의 일례에 따른 단면구조도.

도 4는 본 발명에 따른 대기개방형 박막처리장치의 변형예에 따른 단면구조도.

도 5a와 도 5b는 각각 본 발명에 따른 대기개방형 박막처리장치의 작동상태에 따른 기판 표면에서의 반응가스 흐름을 나타낸 개념도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 기판 110 : 스테이지

130 : 가스쉴드 132 : 리텐션홀

134 : 무반사 평면렌즈 136 : 공급유로

138 : 흡기공 140 : 배기유로

142 : 제 1 구동어셈블리 150 : 에너지소스

152 : 제 2 구동어셈블리 162 : 가스공급수단

164 : 흡기수단

본 발명은 대기개방형 박막처리장치 및 이를 이용한 평판표시장치용 기판의 박막처리방법에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 대기 개방된 상태에서 평판표시장치용 기판의 국소적인 부분에 대한 박막처리공정을 수행하는 대기개방형 박막처리장치 및 이를 이용한 박막처리방법에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 각종 전기적 신호정보를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전하였고, 이에 부응하여 경량화, 박형화, 저소비전력화 등의 우수한 특성을 지닌 여러 가지 다양한 평판표시장치가 소개되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이 같은 평판표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display device : ELD) 등을 들 수 있으며, 이들은 각각 유리와 같은 한 쌍의 투명 기판 사이로 고유의 형광 또는 편광 물질층을 개재한 후 대면 합착시킨 평판표시패널(flat display panel)을 필수적인 구성요소로 갖추고 있다.

최근에는 특히 이들 평판표시패널에 화상표현의 기본단위인 화소(pixel)를 행렬방식으로 형성하고 각각을 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT) 등의 스위칭 소자로 독립 제어하는 능동행렬 방식(active matrix type)이 동영상 구현능력과 색 재현성에서 뛰어나 널리 이용되는데, 이 경우 평판표시장치의 제조공정에는 기판 상에 소정물질의 박막을 형성하는 박막증착공정, 상기 박막의 선택된 일부를 노출시키는 포토리소그라피(photo lithography) 공정, 상기 노출된 박막 부분만을 선택적으로 제거하여 목적하는 형태로 패터닝(patterning) 하는 식각공정이 수 차례 반복 포함되며, 이와 더불어 상기와 같이 형성된 미세한 박막패턴의 목적하지 않은 단락 내지는 단선을 치유하기 위한 리페어(repair) 공정이 수반된다.

한편, 이 같은 평판표시장치의 제조를 위한 각종 박막처리공정은 고온, 고압의 고유한 반응환경을 요구하는 경우가 대부분이므로 통상 밀폐된 반응환경이 정의된 챔버(chamber)에서 수행되어 왔지만, 최근 평판표시장치의 대면적화에 따라 기판 사이즈(size) 또한 날이 갈수록 커지는 추세인 바, 이 같은 대면적 기판이 수용될 수 있도록 챔버의 사이즈 또한 대형화되어야 하므로 이에 따른 과다한 비용 지출은 물론 불필요하게 넒은 설치면적이 요구되는 단점을 나타내고 있다. 아울러 대형의 챔버를 이용하는 기존의 박막처리공정은 기판 넓은 면적에 대해서는 유리한 장점을 나타내지만, 리페어 공정과 같이 상대적으로 기판 국소적인 부분에 대한 박막처리에는 불리한 단점을 나타낸다.

이에 밀폐된 대형의 반응공간을 요구하는 기존의 챔버와 달리 대기 개방된 상태에서 기판 국소적인 부분에 대한 박막처리공정, 일례로 미세 박막패턴 간의 단락을 분리하거나 단선을 연결하는 등의 리페어 공정을 수행할 수 있는 대기개방형 박막처리장치가 소개되었다.

이는 간단하게 레이저국소증착법(laser-induced chemical vapour deposition method)을 응용한 것으로, 레이저빔을 조사하여 기판 국소적인 부분에 초점을 맞추고 목적에 따라 상기 초점 부위로 반응가스를 공급함으로써 광분해 현상을 발생시켜 목적하는 박막처리를 진행할 수 있다.

이 같은 대기개방형 박막처리장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하면, 첨부된 도 1은 일반적인 대기개방형 박막처리장치에 대한 단면도로서, 스테이지(stage : 10) 및 이의 상부에서 소정 간격을 두고 이격된 가스쉴드(gas shield : 30)와, 상기 가스쉴드(30) 상부에 마련되며 레이저빔(L)를 출사하는 에너지소스(50)를 포함한다.

이때 스테이지(10)는 기판(2)이 안착되는 부분으로서 도시되지 않은 구동어셈블리에 의해 이동 가능한 구성을 갖는다.

또한 이 같은 스테이지(10) 상부로 위치되는 가스쉴드(30)는 대략의 중심부분에 리텐션홀(retention hole : 32)이 상하 관통된 함체 형상을 띠며, 상기 리텐션홀(32)의 상면은 쿼츠(qurtz) 등의 투명윈도우(34)로 밀폐되어 있다. 아울러 이 같은 가스쉴드(30)의 내부로는 리텐션홀(32)과 연결되도록 공급유로(36)가 관통 구비되어 외부의 반응가스가 상기 리텐션홀(32)을 통해서 기판(2)으로 흘러 유입되 도록 하고 있으며, 기판(2)과 대면하는 가스쉴드(30) 배면으로는 다수의 흡기공(38)이 구비되고 이와 연결되는 배기유로(40)가 가스쉴드(30) 내부에 별도로 관통 형성되어 기판(2) 상의 잉여 반응가스를 외부로 배기 할 수 있도록 이루어져 있다.

그리고 에너지소스(50)는 가스쉴드(30)의 상부에서 이와 일체로 고정되어 투명윈도우(34)와 리텐션홀(32)을 통해서 그 하부의 기판(2) 상에 초점을 맞춘다.

따라서 최초 스테이지(10) 상에 기판(2)이 안착되면 상기 스테이지(10)가 이동하여 기판(2)의 적절한 위치에 가스쉴드(30)와 에너지소스(50)가 정렬되도록 하고, 이후 에너지소스(50)로부터 레이저빔(L)이 조사되어 기판(20) 상에 초점을 맞춤과 동시에 리텐션홀(32)을 통해서 반응가스가 공급되어 기판(2) 표면으로 흘러 유입된다. 그 결과 레이저빔(L)의 초점 부위에서 반응가스가 활성화되어 도트(dot) 형태의 박막패턴이 형성된다.

이때 후속하여 에너지소스(50)와 가스쉴드(30)는 고정된 채로 스테이지(10)가 이동하면 도트 형태의 박막패턴이 이어져 라인(line) 형상의 박막패턴인 리페어라인을 얻을 수 있고, 이를 통해 단선된 배선패턴을 서로 연결시킬 수 있다.

이 경우 목적에 따라서는 반응가스의 공급없이 레이저빔(L)의 밀도 및 세기를 적당하게 조절한 후 기판(2)에 조사함으로써 단선 또는 단락된 배선패턴이 외부로 노출되도록 그 상부의 절연막 등을 제거하는 잽핑(zapping) 단계가 선행될 수 있으며, 같은 방식으로 단락된 배선패턴을 서로 분리하는 것도 가능하다.

한편, 상술한 일반적인 대기개방형 박막처리장치를 이용하는 박막처리에 있어서 가장 중요하게 다루어져야 할 부분은 공정 진행 중에 충분한 양의 반응가스를 안정적으로 기판(2) 표면의 레이저빔(L) 초점부위로 공급하는 것인데, 일반적인 대기개방형 박막처리장치는 대기 개방된 상태에서 공정을 진행하므로 미처 박막처리에 기여하지 못한 채 유실되는 반응가스의 양이 많고, 스테이지(10)의 이동에 의해 기판(2) 표면의 레이저빔(L) 초점 부위로 충분한 양의 반응가스가 공급되지 못하는 현상이 나타난다.

즉, 첨부된 도 2는 상술한 도 1의 일반적인 대기개방형 박막처리장치를 이용한 박막처리공정 중 스테이지(도 1의 10)를 비롯한 기판(2)의 이동에 따라 실제 기판(2) 표면에서 나타나는 반응가스의 흐름(G)을 나타낸 개념도로서, 가스쉴드(30)의 리텐션홀(32)을 통해서 기판(2) 표면으로 흘러 유입되는 반응가스는 기판(2)의 이동에 의해 마찰 내지는 흡기공(38)의 상대적인 이동 등의 원인으로 상기 기판 표면에서 이의 이동방향을 따라 흘러 유실되는 현상이 나타나며, 그 결과 기판(2)의 레이저빔(L) 초점부위(F)로 충분한 양의 반응가스가 안정적으로 공급되지 못하게 된다.

더욱이 스테이지를 비롯한 기판(2)의 이동속도가 증가할 경우에는 기판(2) 표면에서의 반응가스 흐름(G)이 더욱 빨라지므로 미처 레이저빔(L) 초점부위(F)에 머무르지 못한 채 흘러 유실되는 현상 또한 흔히 발견되며, 그 결과 신뢰성 있는 박막처리가 불가능한 단점이 있다.

따라서 일반적인 대기개방형 박막처리장치를 이용한 박막처리공정에서는 스테이지(10)의 이동속도가 크게 제한될 수밖에 없고, 이는 결국 공정수율에 직접적인 영향을 미쳐 장비의 효율성을 크게 저하시키게 된다.

아울러 상술한 문제점과는 별개로 스테이지(10)가 이동되는 일반적인 방식은 기판(2)의 사이즈가 대형화되는 최근의 경향에 따라 상대적으로 넓은 설치면적을 요구하는 단점이 있으며, 이 같은 대형의 스테이지(10)를 이동시키기 위한 구동어셈블리에 무리한 부담을 가하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기본적으로 스테이지의 이동을 대신하여 가스쉴드 및 에너지소스가 이동되는 방식을 채택하여 설치면적의 축소와 더불어 구동어셈블리에 가해지는 부담을 줄이고자 한다.

더불어 상기와 같이 가스쉴드 및 에너지소스가 이동되는 방식을 채택하여도 여전히 기판 표면에서 반응가스가 흘러 유실되는 현상이 나타날 수 있으나, 그럼에도 불구하고 기판 상의 레이저빔 초점부위로 충분한 양의 반응가스가 안정적으로 공급될 수 있는 대기개방형 박막처리장치 및 이를 이용한 평판표시장치용 기판의 박막처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지 상부에 위치되며 상하의 리텐션홀이 관통된 가스쉴드와, 상기 가스쉴드 상부에 위치되고 레이저빔을 출사하여 상기 리텐션홀을 통해 상기 기판으로 초점을 맞추는 에너지소스를 이용하여, 대기 개방된 상태에서 기판 표면의 박막 을 처리하는 평판표시장치용 기판의 박막처리방법으로서, a)상기 스테이지 상에 상기 기판을 안착하는 단계와; b)상기 가스쉴드와 상기 에너지소스가 함께 이동하여 상기 기판 일 지점에 정렬하는 단계와; c)상기 리텐션홀로 반응가스가 공급되고 상기 레이저빔이 상기 리텐션홀을 통해서 상기 기판의 상기 일 지점에 초점을 맞추는 단계와; d)상기 에너지솟스이 상기 리텐션 홀을 통해서 라인 형상으로 상기 초점을 상기 일 지점으로부터 타 지점으로 이동시키는 단계를 포함하여, 상기 기판 표면에 상기 일 지점으로부터 상기 타 지점을 연결하는 리페어라인을 형성하는 평판표시장치용 기판의 박막처리방법을 제공한다.

이때 상기 d)단계는, 상기 에너지소스가 상기 일 지점으로부터 상기 타 지점으로 이동되고, 상기 가스쉴드가 정지되는 단계를 포함하거나 또는 상기 d)단계는, 상기 에너지소스가 상기 일 지점으로부터 상기 타 지점으로 이동되고, 상기 일 지점으로부터 상기 타 지점이 상기 리텐션홀 내에 위치하도록 상기 가스쉴드가 상기 에너지소스와 반대방향으로 이동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 더불어 본 발명은 기판이 안착되고 고정된 스테이지와; 외부의 반응가스가 공급되는 리텐션홀이 상하 관통된 상태로 상기 기판 상부로 이격 설치된 가스쉴드와; 상기 가스쉴드를 승강 및 평면 이동시키는 제 1 구동어셈블리와; 상기 가스쉴드 상부로 이격 설치되고 레이저빔을 출사하여 상기 리텐션홀을 통해서 상기 기판에 초점을 맞추는 에너지소스와; 상기 에너지소스를 승강 및 평면 이동시키는 제 2 구동어셈블리를 포함하는 대기개방형 박막처리장치를 제공한다.

이때 상기 에너지소스와 상기 가스쉴드를 연결하는 연결프레임을 더욱 포함 하여, 상기 제 1 또는 제 2 구동어셈블리는 상기 연결프레임에 장착된 상태로 각각 상기 가스쉴드 또는 에너지소스를 승강 및 평면 이동시키는 것을 특징으로 한다.

아울러 발명에 따른 대기개방형 박막처리장치는 반응가스공급수단과; 상기 반응가스공급수단과 상기 리텐션홀을 연결하도록 상기 가스쉴드 내부로 관통 설치되어 상기 반응가스를 상기 리텐션홀로 공급하는 공급유로와; 흡기수단과; 상기 기판과 대면되는 상기 가스쉴드 배면에 형성된 다수의 흡기공과; 상기 흡기수단과 상기 다수의 흡기공을 연결하도록 상기 가스쉴드 내부로 관통 설치되어 상기 기판 상의 잉여 반응가스를 배기하는 배기유로를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 리텐션홀 상면을 밀폐시키는 무반사 평면 렌즈를 더욱 포함하며, 상기 대기개방형 박막처리장치는 상기 기판 표면에 리페어라인을 형성하기 위한 것을 특징으로 한다. 이때 상기 리페어라인의 길이는 20 내지 100㎛이고, 상기 리텐션홀의 직경은 2 내지 5mm 인 것을 특징으로 하는 바, 이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

첨부된 도 3은 본 발명에 따른 대기개방형 박막처리장치에 대한 단면구조도로서, 간략하게는 고정된 스테이지(110)와, 이의 상부로 위치되며 제 1 구동어셈블리(142)에 의해 승강 및 상하좌우로 평면 이동되는 가스쉴드(130)와, 이의 상부로 위치되며 제 2 구동어셈블리(152)에 의해 상기 가스쉴드(130)와는 별개로 승강 및 상하좌우로 평면 이동되는 에너지소스(150)를 포함한다.

좀 더 자세히, 먼저 스테이지(110)는 기판(2)이 안착되는 부분으로 고정된 상태를 유지하고, 필요에 따라 기판을 가열할 수 있는 히팅수단이 내장될 수 있다.

다음으로 가스쉴드(130)는 스테이지(110)의 상부에서 기판(2)과 수 내지 수백 ㎛ 정도의 간격을 두고 대면되는 원형 또는 이와 유사한 다각형의 입방체 형상을 띠며, 이의 대략의 중심 부분에는 2 내지 5mm 정도의 리테션홀(132)이 상하로 관통되어 있고 이 같은 리텐션홀(132) 상면은 투명 절연물질로 밀폐되어 있다.

더불어 이 같은 가스쉴드(130)는 기판의 박막처리공정을 진행하는 과정 중에 외부의 반응가스가 리텐션홀(132)을 통해서 기판(2)으로 흘러 유입되도록 함과 동시에 박막처리에 기여하지 못한 잉여의 반응가스를 외부로 배기할 수 있는 구성을 갖는데, 이를 위하여 가스쉴드 내부로 공급유로(136)가 관통 구비되어 외부의 반응가스공급수단(162)과 리텐션홀(132)을 연결하고 있고, 기판(2)과 대면하는 가스쉴드(130)의 배면으로는 다수의 흡기공(138)이 마련되어 전술한 공급유로(136)와 별도로 그 내부에 관통 구비된 배기유로(140)를 통해서 다수의 흡기공(138)와 외부의 흡기수단(164)을 연결하고 있다. 이때 반응가스공급수단은 일례로 MFC(Mass Flow Controller)를 포함하는 UPC(Upstream Pressure Control) 구조가 가능하며, 흡기수단(164)은 펌프가 사용될 수 있다.

그리고 이 같은 가스쉴드(130)는 제 1 구동어셈블리(142)에 의해 승강을 비롯해서 상하좌우로 평면 이동될 수 있다.

이때 가스쉴드(130)에 리텐션홀(132)이 상하로 관통 개구되는 이유는 후술하는 에너지소스(150)로부터 출사된 레이저빔(L)이 리텐션홀(132)을 통해서 기판(2) 일 지점에 초점을 맞출 수 있도록 하기 위한 것이고, 이 같은 리텐션홀(132)로 외부의 반응가스가 공급되는 이유는 기판(2) 상의 레이저빔(L) 초점 부위 이외의 불 필요한 부분으로 반응가스가 공급되는 것을 막기 위한 것이며, 상기 리텐션홀(132)의 상면이 투명 절연물질로 밀폐되는 이유는 공정 진행 중에 유독성의 반응가스가 외부로 누출되지 않도록 하기 위한 것이다.

이 경우 본 발명에 따른 대기개방형 박막처리장치의 가스쉴드(130)에 구비된 리텐션홀(132)을 밀폐시키는 투명절연물질은 특히 광학용 무반사 평면렌즈(134)를 사용하는 것이 바람직한데, 이는 후술하는 박막처리공정 시 에너지소스(150)가 기판(2) 상의 일지점에 초점을 맞춘 상태에서 가스쉴드(130)와 별개로 이동하므로, 보다 균일한 무반사 평면렌즈(134)를 사용함으로써 레이저빔(L)의 초점이 이동 중에 훼손되지 않도록 하기 위함이다.

그리고 마지막으로 에너지소스(150)는 레이저빔(L)을 출사하여 가스쉴드(130)의 무반사 평면렌즈(134)를 비롯한 리텐션홀(132)을 통해서 그 하단의 기판(2) 표면으로 초점을 맞추게 되며, 목적에 따라서 레이저빔(L)이 아닌 UV, RF, μ-wave를 출사하는 것도 가능하다. 또한 이 같은 에너지소스(150)는 가스쉴드(130)와 별개의 제 2 구동어셈블리(152)에 의해 승강을 비롯한 상하좌우로의 평면 이동이 가능하다.

이때 본 발명에 따른 대기개방형 박막처리장치는 도 3 및 상술한 설명과 같이 가스쉴드(130)와 에너지소스(150)가 각각 제 1 및 제 2 구동어셈블리(142,152)에 의해 별개로 이동하는 것과 달리, 이들이 서로 연결되어 어느 하나에 종속적으로 이동하는 것도 가능한 바, 그 개략적인 구성을 도 4에 나타내었다. 본 도면에 있어서 도 3과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 부여 하여 중복된 설명을 생략한다.

이에 도 3과의 차이점을 주로 설명하면, 본 경우에 있어서 가스쉴드(130)와 에너지소스(150)는 연결프레임(170)으로 서로 연결되어 있고, 임의로 제 1 구동어셈블리(142)가 상기 연결프레임(170)에 장착된 상태로 가스쉴드(130)를 승강 및 상하좌우로 이동시키도록 이루어져 있다. 그리고 제 2 구동어셈블리(152)는 에너지소스(150)를 비롯하여 연결프레임(170) 및 이에 장착된 제 1 구동어셈블리(142)와 가스쉴드(130)를 모두 승강 및 상하좌우로 이동시킬 수 있다. 따라서 가스쉴드(130)의 이동은 에너지소스(150)에 종속되며, 비교적 먼 거리의 이동은 제 2 구동어셈블리(152)에 의하지만 상대적으로 미세한 이동은 각각 독립적으로 수행 될 수 있다.

한편, 이상의 구성을 갖는 본 발명에 따른 대기개방형 박막처리장치를 이용한 박막처리공정은 목적에 따라 다양할 수 있지만, 가장 중요하게는 평판표시장치용 기판(2)의 표면에 기(旣) 형성된 미세 박막패턴 간의 단선을 연결하기 위해 리페어라인을 형성하는 것이며, 그 외에도 반응가스의 공급 없이 레이저빔의 밀도와 세기를 조절하여 단락된 미세 박막패턴을 분리시키는 것도 가능하고, 단락 또는 단선된 미세 박막패턴 상에 절연층 등이 형성된 경우에는 해당 단선 또는 단락부위를 노출시키도록 기판 표면의 절연층을 제거하는 소위 잽핑(zapping) 공정을 수행할 수 있다.

하지만 단락된 미세 박막패턴의 분리 내지 잽핑 공정은 일반적인 경우와 비교하여 스테이지(110)의 이동 대신 가스쉴드(130) 및 에너지소스(150)가 이동한다 는 것 이외에는 별다른 차이가 없으므로 이들은 논외로 하고, 가장 중요한 리페어라인의 형성에 대해서 중점적으로 설명한다.

즉, 본 발명에 따른 대기개방형 박막처리장치를 이용한 평판표시장치용 기판(2)의 박막처리공정 중 특히 리페어라인을 형성하는 순서는 이하와 같다.

먼저 스테이지(110) 상에 기판(2)을 안착시키는데, 상기 기판(2) 상면에는 리페어가 필요한 단락된 미세 박막패턴이 존재하고, 이의 상부로 별도의 절연층이 증착될 수 있지만 이 경우에는 상술한 잽핑 공정을 선행함으로써 단락된 미세박막 패턴의 연결지점 양단이 각각 노출되어 있는 상태이다.

이어서 제 1 및 제 2 구동어셈블리(142,152)에 의해 가스쉴드(130)와 에너지소스(150)가 기판(2)의 일 지점 상에 정렬된다. 이때 최초로 가스쉴드(130)와 에너지소스(150)가 정렬되는 기판(2)의 일 지점은 목적하는 리페어라인의 시작점, 즉 단락된 미세 박막패턴 중 어느 하나 상에 존재한다.

다음으로 가스쉴드(130)의 리텐션홀(132)로 외부의 반응가스가 공급됨과 동시에 에너지소스(150)가 레이저빔(L)을 출사하여 무반사 평면렌즈(134) 및 리텐션홀(132)을 통해 기판(2) 일 지점으로 초점을 맞추고, 그 결과 레이저빔(L)의 초점부위에서 반응가스의 광분해 현상이 발생되어 도트 형태의 박막패턴이 형성된다. 이때 흡기공(138)을 통해서는 잉여 반응가스의 흡기 및 배기가 이루어진다.

그리고 다음으로 에너지소스(150)의 레이저빔(L) 초점이 기판(2) 상의 상기 일 지점으로부터 타 지점으로 이동되는데, 이때 타 지점은 리페어라인의 끝점으로 단락된 미세 박막패턴 중 다른 하나 상에 존재한다.

한편, 본 발명에서 에너지소스(150)의 레이저빔(L) 초점이 이동되는 방식은 두 가지로 구분될 수 있는바, 첫째로는 가스쉴드(130)가 고정된 채로 제 2 구동어셈블리(152)에 의해 에너지소스(150)만 이동하여 초점을 이동시키는 것으로, 에너지소스(150)의 이동범위는 리텐션홀(132) 내로 한정되고 따라서 기판(2) 표면의 일 지점과 타 지점은 모두 리텐션홀(152) 내에 위치하고 있다.

이 같은 경우에 있어 기판(2) 표면에서의 반응가스의 흐름을 도 5a에 개념적으로 나타내었는데, 이를 참조하면 기판(2)은 정지된 상태이고 가스쉴드(130) 또한 정지되었으므로 기판(2) 표면에서 반응가스의 흐름은 전혀 관찰되지 않고 리텐션홀(132)에 대응되는 기판(2) 표면 전체에 풍부한 반응가스가 존재된다. 그리고 에너지소스(150)의 이동은 리텐션홀(132) 내로 한정되므로 결국 레이저빔(L)의 초점(F) 이동경로 역시 마찬가지로 리텐션홀(132) 내로 한정되는 바, 이 같은 레이저빔(L)의 초점(F) 이동경로 내에는 풍부한 반응가스가 안정적으로 공급될 수 있다.

이에 신뢰성 있는 리페어라인의 형성이 가능하다.

둘째로는 가스쉴드(130)와 에너지소스(150)가 함께 이동하되 서로 반대방향을 향하는 경우인데, 이 경우 역시 에너지소스(150)의 이동범위는 리텐션홀(132) 내로 한정되고 그 결과 가스쉴드(130)는 기판(2) 표면의 일 지점과 타 지점이 모두 리텐션홀(132) 내에 존재되는 범위에서만 에너지소스(150)의 이동방향과 반대로 이동한다.

이 같은 경우에 있어 기판(2) 표면에서의 반응가스의 흐름을 도 5b에 개념적으로 나타내었는데, 이를 참조할 경우에 기판(2)은 정지된 상태이고 가스쉴드(130) 와 에너지소스(150)는 이동하지만 서로 반대방향을 향하고 있으므로 결국 기판(2) 표면에서 반응가스는 레이저빔(L)의 초점(F)을 따라 흘러가게 되므로 레이저빔(L)의 초점(F) 이동경로 내에는 풍부한 반응가스가 안정적으로 공급된다.

한편, 이들 각각의 경우에 있어서 에너지소스(150) 및/또는 가스쉴드(130)의 이동에도 불구하고 레이저빔(L)의 초점(F)은 리텐션홀(132) 내로 한정된다 하였는데, 앞서의 설명을 토대로 하면 본 발명에 따른 대기개방형 박막처리장치의 가스쉴드(130)에 구비된 리텐션홀(132)의 직경은 2 내지 5mm 정도이고, 통상의 평판표시장치용 리페어라인의 길이는 20 내지 100㎛ 임을 감안하면 충분한 여유가 있음을 알 수 있다.

그리고 상기와 같은 과정을 통해서 하나의 리페어라인이 완성되었고, 목적에 따라 같은 방식으로 다수의 리페어라인을 형성할 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 대기개방형 박막처리장치 및 이를 이용한 평판표시장치용 기판의 박막처리방법은 스테이지의 이동이 아닌 가스쉴드와 에너지소스가 이동되는 방식을 취하는 바, 불필요하게 넒은 설치면적을 요구하지 않으면서도 대면적 기판에 적용 가능한 장점이 있다.

아울러 박막처리공정의 진행 중에 본 발명에서 제안하는 에너지소스 및/또는 가스쉴드의 움직임을 통해서 레이저빔의 초점영역에 항상 풍부한 반응가스가 안정적으로 공급될 수 있어 보다 신뢰성 있는 공정진행이 가능한 잇점이 있다.

Claims

기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지 상부에 위치되며 상하의 리텐션홀이 관통된 가스쉴드와, 상기 가스쉴드 상부에 위치되고 레이저빔을 출사하여 상기 리텐션홀을 통해 상기 기판으로 초점을 맞추는 에너지소스를 이용하여 대기 개방된 상태에서 상기 기판 표면의 박막을 처리하는 평판표시장치용 기판의 박막처리방법으로서,

a)상기 스테이지 상에 상기 기판을 안착하는 단계와;

b)상기 가스쉴드와 상기 에너지소스가 함께 이동하여 상기 기판 일 지점에 정렬하는 단계와;

c)상기 리텐션홀로 반응가스가 공급되고 상기 레이저빔이 상기 리텐션홀을 통해서 상기 기판의 상기 일 지점에 초점을 맞추는 단계와;

d)상기 에너지소스가 상기 리텐션 홀을 통해서 라인 형상으로 상기 초점을 상기 일 지점으로부터 타 지점으로 이동시키는 단계

를 포함하여, 상기 기판 표면에 상기 일 지점으로부터 상기 타 지점을 연결하는 리페어라인을 형성하는 평판표시장치용 기판의 박막처리방법.
제 1항에 있어서,

상기 d)단계는, 상기 에너지소스가 상기 일 지점으로부터 상기 타 지점으로 이동되고, 상기 가스쉴드가 정지되는 단계를 포함하는 평판표시장치용 기판의 박막처리방법.
제 1항에 있어서,

상기 d)단계는, 상기 에너지소스가 상기 일 지점으로부터 상기 타 지점으로 이동되고, 상기 일 지점으로부터 상기 타 지점이 상기 리텐션홀 내에 위치하도록 상기 가스쉴드가 상기 에너지소스와 반대방향으로 이동되는 단계를 포함하는 평판표시장치용 기판의 박막처리방법.
기판이 안착되며 고정된 스테이지와;

외부의 반응가스가 공급되는 리텐션홀이 상하 관통된 상태로 상기 기판 상부로 이격 설치된 가스쉴드와;

상기 가스쉴드를 승강 및 평면 이동시키는 제 1 구동어셈블리와;

상기 가스쉴드 상부로 이격 설치되고 레이저빔을 출사하여 상기 리텐션홀을 통해서 상기 기판에 초점을 맞추는 에너지소스와;

상기 에너지소스를 승강 및 평면 이동시키는 제 2 구동어셈블리를 포함하는 대기개방형 박막처리장치.
제 4항에 있어서,

상기 에너지소스와 상기 가스쉴드를 연결하는 연결프레임을 더욱 포함하여, 상기 제 1 또는 제 2 구동어셈블리는 상기 연결프레임에 장착된 상태로 각각 상기 가스쉴드 또는 에너지소스를 승강 및 상하좌우로 평면 이동시키는 대기개방형 박막처리장치.
제 4항에 있어서,

반응가스공급수단과;

상기 반응가스공급수단과 상기 리텐션홀을 연결하도록 상기 가스쉴드 내부로 관통 설치되어 상기 반응가스를 상기 리텐션홀로 공급하는 공급유로와;

흡기수단과;

상기 기판과 대면되는 상기 가스쉴드 배면에 형성된 다수의 흡기공과;

상기 흡기수단과 상기 다수의 흡기공을 연결하도록 상기 가스쉴드 내부로 관통 설치되어 상기 기판 상의 잉여 반응가스를 배기하는 배기유로를 더욱 포함하는 대기개방형 박막처리장치.
제 4항에 있어서,

상기 리텐션홀 상면을 밀폐시키는 무반사 평면 렌즈를 더욱 포함하는 대기개방형 박막처리장치.
제 4항에 있어서,

상기 대기개방형 박막처리장치는 상기 기판 표면에 리페어라인을 형성하기 위한 대기개방형 박막처리장치.
제 8항에 있어서,

상기 리페어라인의 길이는 20 내지 100㎛이고, 상기 리텐션홀의 직경은 2 내지 5mm 인 대기개방형 박막처리장치.