KR20150025172A - 막 분리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 막 분리 장치에 관한 것으로서, 특히, 플렉서블 디스플레이 공정에서 모재 기판과 코팅막을 분리하는 장치이다. 본 발명의 실시 형태는 내부 공간을 구비하며, 상부벽에 윈도우가 마련된 챔버와, 상기 윈도우를 통하여 상기 내부 공간으로 레이저빔을 조사하는 레이저 조사기와, 상기 내부 공간에 마련된 소자 기판을 향해 발광하여 반사되는 광을 수광하는 광원 센서와, 상기 광원 센서에서 측정되는 수광값을 디스플레이하는 표시기와, 챔버의 내부 공간에서 상기 소자 기판을 지지하여 레이저빔 조사 공정 시에는 상기 윈도우의 하측에 상기 소자 기판이 흘러가도록 이동시키며, 레이저빔 조사 공정이 완료된 후 상기 광원센서의 하측에 상기 소자 기판이 흘러가도록 이동시키는 기판 이송대를 포함한다.

Description

막 분리 장치{Apparatus for segregating substrate}
본 발명은 막 분리 장치에 관한 것으로서, 특히, 플렉서블 디스플레이 공정에서 모재 기판과 코팅막을 분리하는 장치이다.
단결정(mono crystalline) 또는 다결정(poly crystalline) 실리콘 트랜지스터는 높은 전자 이동도를 통한 우수한 스위칭 특성으로 인하여 디스플레이에 널리 사용되고 있다. 우수한 스위칭 특성을 가지는 실리콘 트랜지스터를 제조하기 위하여 질소 분위기의 일정한 온도 이상에서 열처리를 하여야 하는데, 높은 공정 온도로 인하여 실리콘 트랜지스터를 성막하기 위한 모재 기판으로 유리 기판과 같이 높은 온도에서 열변형이 적은 재질의 기판을 사용하여야 한다.
차세대 디스플레이로 얇고 가벼울 뿐만 아니라 충격에도 강하며 휘거나 굽힐 수 있는 다양한 형태로 제작이 가능한 플렉서블 디스플레이에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 유리 기판을 모재 기판으로 사용하는 실리콘 트랜지스터의 경우 낮은 플렉서블 특성과 모재 기판의 제한성으로 인하여 플렉서블 디스플레이에 적용하기 곤란하다는 문제점을 가진다. 최근 들어 플렉서블 반도체 소자를 제조하는 방법으로 박형 유리판을 기판으로 이용하는 방법, 금속판을 기판으로 사용하는 방법, 플라스틱 기판을 사용하는 방법 등에 대한 연구가 진행되고 있다.
도 1은 AMOLED 플렉서블 반도체 소자를 구현하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1(a)에 도시한 바와 같이 모재 기판(11)이 마련되며, 도 1(b)에 도시한 바와 같이 모재 기판(11)의 상면에 플라스틱 코팅막(12)을 얇게 코팅한다. 플라스틱 코팅막(12)은 열처리 공정을 구현할 수 있는 폴리이미드(PI;Poly Imide) 재질로 제작된다. 그 후, 도 1(c)에 도시한 바와 같이 플라스틱 코팅막(12)의 상면에 레이저 저온폴리실리콘(LTPS, Low Temperature Poly Silicon) 공정을 거친 AMOLED 소자(active matrix organic light emitting diodes)인 반도체 소자(13)가 다수개 형성된다. 플라스틱 코팅막(12)의 상면에 다수의 반도체 소자(13) 형성이 완료된 후, 도 1(d)에 도시한 바와 같이 최상면에 상층 보호 필름(14)을 형성한다. 상층 보호 필름(14) 형성 후에, 도 1(e)에 도시한 바와 같이 모재 기판(11)의 상면에 형성된 플라스틱 코팅막(12)을 모재 기판(11)과 분리한다. 그 후, 도 1(f)에 도시한 바와 같이 모재 기판(11)이 제거된 플라스틱 코팅막(12)의 하면에 하층 보호 필름(15)을 형성하여 최종적인 플렉서블 OLED 소자를 제조한다.
이때, 도 1(e)에서 모재 기판과 플라스틱 코팅막의 계면을 분리하는 방식은 레이저 리프트 오프(Laser Lift-Off; LLO) 방식 등이 이용되어 모재 기판(11)을 제거할 수 있다. 즉, 레이저(L)의 조사에 의해 모재 기판(11)과 플라스틱 코팅막(12) 사이의 접착력이 낮아지고, 이에 따라 모재 기판(11)을 플라스틱 코팅막(12)으로부터 분리하여 제거할 수 있다.
그런데, 종래에는 모재 기판(11)과 플라스틱 코팅막(12)의 계면 분리를 육안으로 판단하여 검증하였을 뿐, 계면 분리가 완전히 이루어졌는지에 대해서 데이터 형태로서 검증할 방법이 없었다. 따라서 계면 분리 검증에 대한 정확도 및 신뢰성이 떨어지는 문제가 있었다.
한국공개특허 2011-0131017
본 발명의 기술적 과제는 모재 기판과 플라스틱 코팅막을 서로 분리시키는 장치를 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 모재 기판과 플라스틱 코팅막이 분리되었지 여부를 검증하는 장치를 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 모재 기판과 플라스틱 코팅막의 분리 여부를 검증하는 신뢰성을 높이는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 내부 공간을 구비하며, 상부벽에 윈도우가 마련된 챔버와, 상기 윈도우를 통하여 상기 내부 공간으로 레이저빔을 조사하는 레이저 조사기와, 상기 내부 공간에 마련된 소자 기판을 향해 발광하여 반사되는 광을 수광하는 광원 센서와, 상기 광원 센서에서 측정되는 수광값을 디스플레이하는 표시기와, 챔버의 내부 공간에서 상기 소자 기판을 지지하여 레이저빔 조사 공정 시에는 상기 윈도우의 하측에 상기 소자 기판이 흘러가도록 이동시키며, 레이저빔 조사 공정이 완료된 후 상기 광원센서의 하측에 상기 소자 기판이 흘러가도록 이동시키는 기판 이송대를 포함한다.
또한 수광값이 기준 범위값 내인지를 판단하여, 상기 수광값이 기준 범위값 내인 경우 계면 분리 정상 알람을 발생하며, 상기 수광값이 기준 범위값을 벗어난 경우 계면 분리 실패 알람을 발생하는 검증 처리부를 포함한다.
또한 수광값이 기준 범위값을 벗어난 경우 상기 소자 기판을 이동시켜 레이저빔을 다시 조사한다.
또한 소자 기판은, 모재 기판/플라스틱 코팅막/반도체 소자/보호필름이 순차적으로 적층되어 있으며, 레이저빔이 조사되는 면이 모재 기판임을 특징으로 한다.
또한 플라스틱 코팅막은, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌술폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리싸이클릭올레핀(PCO), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 가교형 에폭시(crosslinking type epoxy), 가교형 우레탄 필름(cross linking typeurethane) 중 어느 하나이다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 모재 기판과 플라스틱 코팅막의 분리 여부에 대하여 데이터 검증을 할 수 있게 됨으로써, 검증의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 작업자의 육안 검증 대신 광원 센서를 이용함으로써, 손쉽고 빠른 검증을 수행할 수 있다. 또한 레이저빔 조사 후에 동일 챔버 내에서 검증을 수행함으로써, 전체적인 제작 공정 흐름을 간소화할 수 있다.
도 1은 AMOLED 플렉서블 반도체 소자를 구현하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 기판에 레이저빔이 조사되고 있는 모습을 나타낸 막 분리 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 광원 센서에 의하여 반도체 소자 기판의 막 분리 검증이 이루어지는 모습을 나타낸 막 분리 장치를 도시한 도면이다.'
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 스테이지를 도시한 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송대 위에 놓인 반도체 소자 기판을 도시한 그림이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 RGB 센서로 구현된 광원 센서의 개념 단면도를 도시한 그림이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 모재기판의 표면에 레이저빔이 조사된 후 광원 센서에 의해 발광 및 수광이 이루어지는 모습을 도시한 그림이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 막 분리 장치의 분리 성공 여부 검증을 위한 개념 블럭도를 도시한 그림이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 입력 수단을 구비한 별도의 표시기를 도시한 그림이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 듀얼 공정 챔버에서 레이저빔 조사가 이루어지는 모습을 도시한 그림이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 듀얼 공정 챔버에서 광원 센서를 이용한 막 분리 검증을 수행하는 모습을 도시한 그림이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하, 설명에서 소자 기판은 모재 기판 상에 플라스틱 코팅막이 코팅되어, 플라스틱 코팅막 상에 다수의 소자가 증착된 기판을 말한다. 이러한 소자는 반도체 소자 등이 해당될 수 있다. 이하 설명에서는 소자 기판의 예로서 반도체 소자 기판을 예로 들어 설명할 것이나, 반도체 소자 기판 이외에도 다양한 소자의 기판에도 본 발명이 적용될 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 기판에 레이저빔이 조사되고 있는 모습을 나타낸 막 분리 장치를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 광원 센서에 의하여 반도체 소자 기판의 막 분리 검증이 이루어지는 모습을 나타낸 막 분리 장치를 도시한 도면이다.
챔버(100)는 반도체 소자 기판(10)을 지지하는 기판 스테이지(200)를 내부 공간에 마련하며, 기판 스테이지(200) 위에 놓인 반도체 소자 기판(10)을 대상으로 레이저 처리를 통한 막 분리가 이루어진다. 또한 챔버(100)는 상부가 개방된 본체(100b)와 본체의 상부를 덮어 개폐 가능한 탑리드인 상부벽(100a)을 포함한다. 또한 챔버(100)는 미도시되었지만 내부 공간으로 반도체 소자 기판(10)을 이송되는 관통로인 게이트가 측벽에 마련된다.
챔버(100)의 상부벽(100a)에는 투명 재질의 윈도우(300)가 마련되는데, 예컨대, 챔버(100)의 상부벽(100a) 일부에 관통 영역을 구비하여 이러한 관통 영역을 윈도우로 구현할 수 있다. 상세하게는, 챔버(100)의 상부벽의 관통 영역에 윈도우 홀딩체(미도시)를 마련하여, 윈도우 홀딩체를 통하여 윈도우(300)를 홀딩하여 지지함으로써 챔버(100)의 상부벽에는 윈도우(300)를 위치시킬 수 있다. 윈도우(300)는 석영창 등으로 구현되어, 레이저 조사기(500)에서 발진되는 레이저빔을 기판 스테이지(200) 상에 놓인 반도체 소자 기판(10)을 향하여 통과시킨다. 또한 챔버의 상부벽(100a)의 하부면에는 기판 스테이지(200)와 대향 배치된 복수의 광원 센서(400;400a,400b,400c)가 마련되어, 기판 스테이지(200) 상부에 놓인 반도체 소자 기판(10)을 향하여 발광하고 반도체 소자 기판(10)의 표면에서 반사되는 광을 수광하는데, 이에 대해서는 후술한다.
기판 스테이지(200)는 도 4에 도시한 바와 같이 정반 구조로서 내측에 반도체 소자 기판이 놓이는 기판 이송대(230)를 구비하여, 기판 이송대(230)가 LM(Linear Motor) 가이드를 통하여 이동될 수 있도록 구현한다. 즉, Y축 이송대(220)는 LM 가이드 레일(210)을 따라 X축 방향으로 움직이고, 기판 이송대(230)는 Y축 이송대(220)를 따라 Y축 방향으로 움직인다. 따라서 기판 이송대(230) 위에 놓이는 반도체 소자 기판은 레이저 막 분리 및 검증 공정 시에 X축 방향뿐만 아니라 Y축 방향 및 수평 회전을 통하여 적절한 위치에 자리 잡게 된다. 여기서, X축 및 Y축은 2차원 평면을 구성하는 임의의 축이 될 수 있다. X축 및 Y축에 대한 정의는 아래의 설명에서도 동일하게 적용된다. 또한 수평 회전이라 함은, 기판 이송대(230)의 내부에 기판이 놓이는 별도의 기판 지지체(미도시)를 구비한 경우로서, 기판 지지체의 회전에 의하여 기판 지지체 위에 놓인 반도체 소자 기판의 회전이 가능함을 의미한다.
한편, 기판 스테이지(200)의 기판 이송대(230)에는 반도체 소자 기판(10)이 놓이는데, 본 발명의 실시예에서 반도체 소자 기판(10)이란 도 5에 도시한 바와 같이 모재 기판(11) 상에 플라스틱 코팅막(12)이 코팅되어, 플라스틱 코팅막(12) 상에 다수의 반도체 소자(13)가 증착되어 보호 필름(14)으로 덮여진 기판을 말한다. 이밖에 보호 필름(14)이 없는 상태의 기판이 해당될 수 있다.
기판 이송대(230) 위에는 보호 필름(14)이 접하여 위치하며, 기판 이송대(230)에 가장 떨어져 있는 최외곽에 모재 기판(11)이 위치한다. 따라서 레이저빔은 모재 기판(11)의 표면을 향해 조사된다. 마찬가지로, 광원 센서 역시 모재 기판을 향해 발광 및 수광될 수 있다.
상기에서 모재 기판(10)이란 유리 기판, 세라믹 기판이나 금속 폴리 또는 폴리머 기판이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니라 높은 기판온도에서 열적 안정성을 가지는 다양한 종류의 모재 기판이 사용될 수 있을 것이다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 모재 기판은 추후 분리되어 제거되기 때문에 반드시 투명할 필요가 없으며, 투명성에 상관없이 고온에서 열적 안정성을 가지기만 하면, 다양하고 저렴한 재질의 기판에서 선택하여 사용할 수 있다.
또한 모재 기판(10)에 코팅되는 플라스틱 코팅막(11)은 유연성이 있는 플렉서블 재질로서, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌술폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리싸이클릭올레핀(PCO), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 가교형 에폭시(crosslinking type epoxy), 가교형 우레탄 필름(crosslinking typeurethane) 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 또한 플라스틱 코팅막(11) 상에서 증착된 다수의 반도체 소자(13)는, 저온폴리실리콘(LTPS, Low Temperature Poly Silicon) 결정화를 거쳐 생성된 OLED 반도체 소자일 수 있다.
레이저 조사기(500)는 윈도우(300)를 통하여 상기 챔버의 내부 공간으로 레이저빔을 발진하여, 반도체 소자 기판(10)의 표면에 레이저빔이 조사되도록 한다. 반사경(미도시)을 더 구비할 수 있으며, 레이저 조사기(500)에서 출사된 레이저빔은 반사경에서 반사되어 반도체 소자 기판의 표면의 방향으로 조사될 수 있다. 레이저 조사기(300)의 레이저 소스로서, Ar 레이저, Kr 레이저, 엑시머 레이저 등의 기체 레이저, 단결정의 YAG, YVO4, 포스테라이트(Mg2SiO4), YAlO3, GdVO4, 또는 다결정(세라믹스)의 YAG, Y2O3, YVO4, YAlO3, GdVO4에 도펀트로서 Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm, Ta 중 1종 또는 다수 종 첨가한 것을 매질로 하는 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저, 구리 증기 레이저 또는 금 증기 레이저 중 1종 또는 다수 종으로부터 발진되는 것을 사용할 수 있다. 레이저빔은 일괄하여 기판 전면(全面)을 조사하는 넓은 면적의 면 형상 빔보다 집광하기 쉬운 라인(line) 형상 빔으로 하는 것이 바람직하다.
도 5에 도시한 바와 같이 레이저빔이 조사되는 면(대향면)이 모재기판으로서, 모재기판/플라스틱코팅막/반도체소자/보호필름 순서로 적층된 경우, 모재 기판(11)의 표면을 향해 레이저빔이 조사된다. 이러한 레이저빔 조사에 의하여 모재 기판(11)과 플라스틱 코팅막(12) 사이의 계면 상태 변화가 일어나, 모재 기판(11)과 플라스틱 코팅막(12)이 서로 분리될 수 있다. 레이저빔에 의하여 계면의 밀착력이 약해져서 모재기판과 플라스틱 코팅막이 서로 분리될 수 있는 것이다.
한편, 막 분리를 위한 레이저빔을 조사받아 모재 기판(11)과 플라스틱 코팅막(12)이 성공적으로 분리되었는지를 검증하기 위하여, 반도체 소자 기판(10)이 광원 센서(400)의 아래에서 Y축 방향으로 흘러가도록 기판 이송대(230)의 이동이 이루어진다.
광원 센서(400)는 챔버의 상부벽의 하부면에 마련되어, 발광 및 수광을 하는 센서이다. 광원 센서(400)는 RGB 센서, 적외선 센서 등으로 구현할 수 있으며, 광원 센서가 RGB 센서로 구현되는 경우 RGB 센서는 가시광을 발광하여 반사되는 광을 수광한다. 광원 센서(400)는 반도체 소자 기판을 향해 발광하여, 반도체 소자 기판의 표면을 통해 반사되는 광을 수광한다. 즉, 발광된 빛이 닿는 면이 모재기판으로서, 모재기판/플라스틱코팅막/반도체소자/보호필름 순서로 적층된 경우, 모재 기판(11)의 표면을 향해 레이저빔이 조사된다. RGB 센서로 구현된 광원 센서의 개념 단면도를 도 6에 도시하였다. RGB 센서인 광원 센서(400)는 발광부(410)와 수광부(420)를 구비하여 발광부(410)에서 가시광을 발광하며, 발광된 광은 모재 기판(11)을 투과 또는 전반사하고, 투과된 일부광은 플라스틱 코팅막(12)에서 다시 전반사 또는 굴절 등의 도광이 이루어진다. 따라서 모재 기판(11)의 표면에는 발광된 광의 일부가 다시 반사되게 된다. 이러한 모재 기판(11)의 표면에서 반사되는 광을 광원 센서(400)의 수광부(420)에서 수렴하게 된다. 또한 광원 센서는 다수개 마련될 수 있으며, 예컨대, 도 2 및 도 3은 제1광원센서(400a), 제2광원센서(400b), 제3광원센서(400c)라는 세 개의 광원 센서가 일렬로 마련되어 있는 모습을 도시한 도면이다. 따라서 모재기판의 표면의 여러 군데서 동시에 발광 및 수광을 할 수 있다.
참고로 도 7은 모재기판의 표면에 레이저빔이 조사된 후 광원 센서에 의해 발광 및 수광이 이루어지는 모습을 도시한 그림이다. 모재기판이 윈도우의 하측에서 Y축 방향으로 이동하면 레이저빔이 모재기판(11)의 전면을 스캔하여 조사할 수 있다.
이러한 레이저빔 조사에 의하여 모재기판(11)과 플라스틱 코팅막(12) 사이의 계면 밀착성이 약해져서 분리된다. 이러한 막의 분리가 완전히 성공적으로 이루어졌는지를 검증하기 위하여, 기판 이송대를 Y축 방향으로 이동시켜 모재기판을 광원 센서(400)의 아래에서 Y축 방향을 따라 서서히 이동시킨다. 세 개의 광원 센서(400a,400b,400c)에 의해 모재기판의 표면의 세 지점에서 반사되는 광을 수광할 수 있게 된다. 따라서 세 개의 광원 센서가 마련된 경우, 모재기판의 이동에 따라서 제1라인(I), 제2라인(II), 제3라인(III)의 지점들에 대하여 스캔하며 발광 및 수광이 이루어질 수 있다.
한편, 모재기판(11)과 플라스틱 코팅막(12) 간의 계면 사이의 분리가 완벽하게 되었는지 여부에 따라서, 광원 센서(400)에서 수광되는 수광값은 달라지게 된다. 상기에서 수광값이란 수광된 광의 RGB 비율, 수광된 광의 광량인 수광량 중 어느 하나를 말하는 것이다. 참고로, 수광된 광의 RGB 비율은 발광된 광의 RGB 비율과 대비되어 수광된 광의 RGB 비율을 말하는 것으로서, 발광 RGB 비율이 R:G:B=1:1:1인 경우, 수광된 광의 RGB 비율이 발과 RGB 비율에서 얼만큼 벗어났는지를 파악할 때 이용된다. RGB 비율의 변위량으로서 계면 분리의 성공 여부를 알 수 있다.
또한 수광된 광의 광량인 수광량은 발광된 광량 대비하여 수광량을 파악하여 계면 분리 여부를 검증하는데 사용하기 위함이다. 모재기판과 플라스틱 코팅막간의 계면 사이가 완전히 접합되어 100% 접합 상태일 때 수광값이 가장 크며, 계면사이의 분리가 이루어져 접합 상태가 낮아질수록 수광값이 작아지는 특성을 이용하여, 계면 분리 여부를 검증할 수 있다. 예를 들어, 모재기판과 플라스틱 코팅막간의 계면 사이가 완전히 접합되어 100% 접합 상태일 때 수광값이 발광량 대비 90% 이상의 값을 가진다고 가정할 경우, 모재기판과 플라스틱 코팅막간의 계면 사이가 일부 분리되어 계면 접합 상태가 50%미만으로 될 때는 수광량이 발광량 대비 70% 미만으로 감소하게 된다. 이는 모재기판과 플라스틱 코팅막간의 계면 사이의 접착력이 달라져서 계면간의 굴절율 차이에 의하여 수광량이 달라지기 때문이다. 모재기판의 표면으로 조사되는 레이저빔 중에서 일부는 전반사에 의하여 표면에서 반사되어 수광되지만, 모재기판을 통과한 일부의 레이저빔은 모재기판과 플라스틱 코팅막 사이의 계면에서 굴절율 변화를 가지게 된다. 계면 사이가 완전히 접합된 상태에는 계면에서 전반사에 의해 표면으로 반사되는 광량이 많아지게 되지만, 계면 사이가 일부 또는 전부 분리되어 접합력이 낮아지는 경우에는 전반사되는 광량보다 플라스틱 코팅막을 침투하여 계면 사이로 도파되어 굴절되는 광이 많게 되어, 결국, 반사되는 광량이 적어지는 것이다.
따라서 본 발명의 실시예는 모재기판과 플라스틱 코팅막 사이의 계면 분리 여부에 따라서 상기에서 설명한 수광값이 달라지는 특징을 이용하여, 계면 분리 여부를 검증할 수 있는 것이다. 이를 위하여 본 발명의 실시예는 도 8에 도시한 막 분리 장치의 검증을 위한 개념 블럭을 가진다.
광원 센서(400)에서 측정되는 수광값은 챔버(100)의 외부에 마련된 표시기(600)에 전달되어 디스플레이되며, 공정 작업자가 계면 분리 성공 여부를 파악할 수 있도록 한다. 표시기(600)는 일반적인 디스플레이 패널로 구현해도 무방하고, 도 9에 도시한 바와 같이 입력 수단을 구비한 별도의 디스플레이 장치로서 표시기를 구현할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예는 별도의 검증 처리부(700)를 구비하여, 수광값이 기준 범위값 내인지를 판단하여, 상기 수광값이 기준 범위값 내인 경우 계면 분리 정상 알람을 발생하며, 상기 수광값이 기준 범위값을 벗어난 경우 계면 분리 실패 알람을 발생하도록 한다. 예를 들어, 기준 범위값이 발광값 대비 20%~40%인 경우, 수광값이 발광값 대비 32%인 경우 계면 분리 정상 알람을 발생시킨다. 반면에 수광값이 발광값 대비 55%인 경우 기준 범위값을 벗어났기 때문에 계면 분리 실패 알람을 발생한다. 기준 범위값은 모재기판과 플라스틱 코팅막 사이의 계면 분리가 성공적으로 이루어졌다고 판단되는 범위 값으로서, 발광값 대비 수광량 비율 범위가 될 수 있지만, 수광량의 수치값 범위 또는 RGB 비율 범위로 설정될 수 있다. 이러한 기준 범위 값은 모재기판 등의 종류에 따라서 기준 범위값이 결정될 수 있으며, 특히 플라스틱 코팅막의 종류에 따라서 기준 범위값이 결정되도록 함이 바람직하다.
또한 검증 처리부(700)는 수광값이 기준 범위값을 벗어난 경우 계면 분리 실패 알람 이외에도, 기판 이송대(230)를 제어하여 반도체 소자 기판에 대하여 레이저빔이 다시 조사되도록 제어할 수 있다. 즉, 수광값이 기준 범위값을 벗어난 경우 모재기판이 완전히 분리되지 않은 상태이므로, 기판 이송대를 윈도우의 아래로 이동시켜 반도체 소자 기판에 대하여 레이저빔을 다시 조사하여 분리가 완전하게 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 상기에서 설명한 막 분리 장치는 단일 공정 챔버를 예로 들은 것으로서 듀얼 공정 챔버에서도 적용 가능할 것이다. 도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 듀얼 공정 챔버에서 레이저빔 조사 및 수광값 검출되는 모습을 도시한 그림으로서, 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 듀얼 공정 챔버에서 레이저빔 조사가 이루어지는 모습을 도시한 그림이며, 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 듀얼 공정 챔버에서 광원 센서를 이용한 막 분리 검증을 수행하는 모습을 도시한 그림이다. 참고로 도 10 및 도 11에서 도면의 이해를 돕기 위하여 반도체 소자 기판이 놓여 이동되는 기판 이송대를 생략한다.
도 10에 도시한 바와 같이 반도체 소자 제1기판(10a)은 제1대기 영역(A)에서 X축 방향으로 이동하여 레이저빔 공정 영역(B)으로 옮겨진 후, Y축으로 이동하면서 레이저빔 조사를 받는다. 이때 제2대기 영역(C)에는 반도체 소자 제2기판(10b)이 외부에서 게이트를 통해 인입되어 위치하거나, 반출된다.
도 10과 같이 반도체 소자 제1기판(10a)에 대하여 레이저빔 조사가 완료되면, 도 11에 도시한 바와 같이 반도체 소자 제1기판(10a)은 제1대기 영역(A)으로 복귀하여 광원 센서(400) 아래에서 Y축 방향으로 이동하며 계면 분리 여부를 검증받을 수 있다. 이때 제2대기 영역(C)에 있는 반도체 소자 제2기판(10b)은 레이저빔 공정 영역(C)으로 X축을 따라 들어와서, Y축 방향으로 이동해가며 레이저빔 조사를 받도록 구현한다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
10:반도체 소재 기판 11:모재기판
12:플라스틱 코팅막 100:반응챔버
200:기판 스테이지 230:기판 이송대
300:윈도우 400:광원 센서
300:레이저 조사기 600:표시기
700:검증 처리부

Claims (11)

  1. 내부 공간을 구비하며, 상부벽에 윈도우가 마련된 챔버;
    상기 윈도우를 통하여 상기 내부 공간으로 레이저빔을 조사하는 레이저 조사기;
    상기 내부 공간에 마련된 소자 기판을 향해 발광하여 반사되는 광을 수광하는 광원 센서;
    상기 광원 센서에서 측정되는 수광값을 디스플레이하는 표시기;
    챔버의 내부 공간에서 상기 소자 기판을 지지하여 레이저빔 조사 공정 시에는 상기 윈도우의 하측에 상기 소자 기판이 흘러가도록 이동시키며, 레이저빔 조사 공정이 완료된 후 상기 광원센서의 하측에 상기 소자 기판이 흘러가도록 이동시키는 기판 이송대;
    를 포함하는 막 분리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 수광값이 기준 범위값 내인지를 판단하여, 상기 수광값이 기준 범위값 내인 경우 계면 분리 정상 알람을 발생하며, 상기 수광값이 기준 범위값을 벗어난 경우 계면 분리 실패 알람을 발생하는 검증 처리부를 포함하는 막 분리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 수광값이 기준 범위값을 벗어난 경우 상기 소자 기판을 이동시켜 레이저빔을 다시 조사하는 막 분리 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 소자 기판은, 모재 기판/플라스틱 코팅막/반도체 소자/보호필름이 순차적으로 적층되어 있으며, 레이저빔이 조사되는 면이 모재 기판임을 특징으로 하는 막 분리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 플라스틱 코팅막은, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌술폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리싸이클릭올레핀(PCO), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 가교형 에폭시(crosslinking type epoxy), 가교형 우레탄 필름(cross linking typeurethane) 중 어느 하나인 막 분리 장치.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 모재 기판과 플라스틱 코팅막 사이의 계면 분리 상태에 따라서 상기 수광값이 달라지는 막 분리 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 광원 센서는 RGB 센서인 막 분리 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 수광값은, 수광된 광의 RGB 비율, 수광량 중 어느 하나 이상임을 특징으로 하는 막 분리 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 소자 기판이 모재 기판/플라스틱 코팅막/반도체 소자/보호필름이 순차적으로 적층된 경우, 상기 플라스틱 코팅막의 종류에 따라서 상기 기준 범위값이 결정되는 막 분리 장치.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 소자는 저온폴리실리콘(LTPS; Low Temperature Poly Silicon)으로 구현된 AMOLED 소자임을 특징으로 하는 막 분리 장치.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 광원센서는 챔버의 상부벽의 하부면에 마련되어 있는 막 분리 장치.
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