KR20170115155A - 레이저 식각 장치 및 이를 이용한 레이저 식각 방법 - Google Patents
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Abstract
레이저 식각 장치는 유기막이 형성된 기판이 내부에 로딩되고, 지면 방향으로 레이저 포트가 형성된 챔버, 상기 레이저 포트를 통해 상기 기판의 상기 유기막에 레이저를 조사하는 레이저 조사기, 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 레이저 포트 상에 위치하고, 몸체, 상기 몸체를 관통하고 상기 레이저가 통과하기 위한 개구 및 상기 유기막으로부터 발생하는 분진을 포집하는 포집부를 포함하는 파티클 포집기, 및 상기 레이저 포트와 상기 파티클 포집기 사이에 배치되고, 상기 파티클 포집기에 포집되지 못하고 상기 파티클 포집기를 통과한 분진들이 누적되어 포집되고 투명한 물질로 형성된 보호 필름 및 상기 보호 필름을 이동시킬 수 있는 필름 구동부를 포함하는 필름 모듈을 포함한다.
Description
본 발명은 레이저 식각 장치 및 상기 레이저 식각 장치를 이용한 레이저 식각 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 구조물 형성을 위한 레이저 식각 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 기술의 발전에 힘입어 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 뛰어난 디스플레이 제품들이 생산되고 있다. 지금까지 디스플레이 장치에는 기존 브라운관 텔레비전(cathode ray tube: CRT)이 성능이나 가격 면에서 많은 장점을 가지고 널리 사용되었으나, 소형화 또는 휴대성의 측면에서 CRT의 단점을 극복하고, 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등의 장점을 갖는 표시 장치, 예를 들면 플라즈마 표시 장치, 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치 등이 주목을 받고 있다.
이 중에서 유기전계발광소자, 예컨대 OLED는 빠른 응답속도, 기존의 LCD보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어서 차세대 디스플레이 소자로서 각광받고 있다.
상기 유기 발광 표시 장치는 기판 상에 특정한 패턴으로 형성되는 유기 발광 소자를 포함하는데, 상기 기판 상에 유기막을 형성한 후 이를 패터닝하여, 또는 상기 기판 상에 마스크를 이용하여 유기물 패턴을 형성하여 획득할 수 있다. 이때, 기판 상에 형성된 상기 유기막을 패터닝함에 있어서, 레이저 식각 장치가 이용될 수 있는데, 상기 레이저 식각 장치는 유지 및 관리에 많은 시간과 노력이 필요하여 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 생산성이 향상된 레이저 식각 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 레이저 식각 장치를 이용한 레이저 식각 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 레이저 식각 장치는 유기막이 형성된 기판이 내부에 로딩되고, 지면 방향으로 레이저 포트가 형성된 챔버, 상기 레이저 포트를 통해 상기 기판의 상기 유기막에 레이저를 조사하는 레이저 조사기, 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 레이저 포트 상에 위치하고, 몸체, 상기 몸체를 관통하고 상기 레이저가 통과하기 위한 개구 및 상기 유기막으로부터 발생하는 분진을 포집하는 포집부를 포함하는 파티클 포집기, 및 상기 레이저 포트와 상기 파티클 포집기 사이에 배치되고, 상기 파티클 포집기에 포집되지 못하고 상기 파티클 포집기를 통과한 분진들이 누적되어 포집되고 투명한 물질로 형성된 보호 필름 및 상기 보호 필름을 이동시킬 수 있는 필름 구동부를 포함하는 필름 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 필름 모듈의 상기 구동부는 제1 롤러 및 제2 롤러를 포함할 수 있다. 상기 보호 필름은 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러에 감기어, 상기 제1 및 제2 롤러가 회전함에 따라 상기 보호 필름이 상기 제1 롤러에서 상기 제2 롤러로 이동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 필름 모듈은 장력 조절 롤러를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레이저 조사 장치는 중력 방향에 대해 미리 정해진 각도만큼 경사지도록 레이저를 조사할 수 있다. 상기 보호 필름은 상기 레이저 조사기가 발생하는 상기 레이저에 수직하게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 파티클 포집기의 상기 몸체는 냉각부에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보호 필름은 분리 가능한 복수의 필름 조각이 적층된 필름 적층 구조를 가질 수 있다. 상기 필름 구동부는 상기 필름 적층 구조의 최상부에 위치하는 필름 조각을 분리시키도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 필름 구동부는 상기 보호 필름을 공급하는 필름 공급부 및 상기 필름을 수거하는 필름 수거부를 포함할 수 있다. 상기 보호 필름 상에 상기 분진이 누적되어 오염되면, 상기 필름 수거부가 오염된 필름을 수거하고, 상기 필름 공급부가 새로운 보호 필름을 공급할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 레이저 식각 방법은 지면 방향으로 레이저 포트가 형성된 챔버와, 레이저 조사기와, 몸체, 상기 몸체를 관통하는 개구 및 포집부를 포함하는 파티클 포집기와, 상기 레이저 포트와 상기 파티클 포집기 사이에 배치되고 투명한 물질로 형성된 보호 필름 및 상기 보호 필름을 이동시킬 수 있는 필름 구동부를 포함하는 필름 모듈을 포함하는 레이저 식각 장치를 이용한다. 상기 레이저 식각 방법은 기판 상에 유기막을 형성하는 단계, 상기 유기막이 형성된 상기 기판을 상기 챔버 내에 로딩하는 단계, 상기 레이저 포트를 통해 상기 기판의 상기 유기막에 상기 레이저 조사기를 이용하여 레이저를 조사하여 상기 유기막을 식각하는 단계, 및 상기 식각하는 단계에서 발생한 분진이 누적된 상기 보호 필름을 이동 시켜 상기 레이저 조사기 및 상기 파티클 포집기 사이에 새로운 보호 필름을 위치시키는 리프레쉬(refresh) 단계를 포함한다. 상기 식각하는 단계에서 상기 유기막으로부터 발생한 분진은 1차적으로 상기 파티클 포집기의 상기 포집부에 포집되고, 상기 개구를 통해 낙하하는 분진은 2차적으로 상기 필름 모듈에 포집된다.
본 발명의 일 실시예에있어서, 상기 필름 모듈의 상기 필름 구동부는 제1 롤러 및 제2 롤러를 포함할 수 있다. 상기 리프레쉬 단계에서, 상기 보호 필름은 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러에 감기어, 상기 제1 및 제2 롤러가 회전함에 따라 상기 보호 필름이 상기 제1 롤러에서 상기 제2 롤러로 이동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 필름 모듈은 장력 조절 롤러를 더 포함하여, 상기 장력 조절 롤러가 상기 보호 필름이 평평하도록 압력을 가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레이저 조사 장치는 중력 방향에 대해 미리 정해진 각도만큼 경사지도록 레이저를 조사할 수 있다. 상기 보호 필름은 상기 레이저 조사기가 발생하는 상기 레이저에 수직하게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 파티클 포집기는 상기 파티클 포집기의 상기 몸체와 연결되고, 상기 몸체를를 냉각시키는 냉각부를 더 포함할 수 있다. 상기 파티클 포집기가 상기 분진을 냉각 및 고화시켜 상기 분진의 비상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보호 필름은 분리 가능한 복수의 필름 조각이 적층된 필름 적층 구조를 갖고, 상기 필름 구동부는 상기 필름 적층 구조의 최상부에 위치하는 필름 조각을 분리시키도록 구비될 수 있다. 상기 리프레쉬 단계에서, 상기 필름 구동부가 상기 분진이 누적된 상기 필름 조각을 분리시켜, 상기 필름 적층 구조의 최상부에 새로운 필름 조각이 노출되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 필름 구동부는 상기 보호 필름을 공급하는 필름 공급부 및 상기 필름을 수거하는 필름 수거부를 포함할 수 있다. 상기 리프레쉬 단계에서, 상기 분진이 누적된 상기 보호 필름을 상기 필름 수거부가 수거하고, 상기 필름 공급부가 새로운 보호 필름을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 리프레쉬 단계는, 상기 유기막을 식각하는 단계가 미리 정해진 일정 회수 이상 진행되면 자동적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 리프레쉬 단계는 상기 유기막을 식각하는 단계와 함께 이루어지며, 상기 보호 필름은 일정한 속도로 계속적으로 이동할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 레이저 식각 장치 및 레이저 식각 방법에 따르면, 보호 필름 상에 분진이 어느정도 이상 달라 붙는 경우, 필름 구동부에 의해 자동적으로 레이저 조사기에 대한 상기 보호 필름의 상대적인 위치가 이동하여, 오염된 부분의 보호 필름 대신 깨끗한 상태의 보호 필름이 상기 레이저 조사기에 대응하여 위치하게 된다. 이에 따라, 상기 레이저 식각 장치의 유지 및 관리가 효율적일 수 있다. 따라서 생산성이 향상될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 유기 발광 소자의 구조도이다.
도 2a 내지 2d는 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 구조물 형성을 개략적으로 설명하기 위한 유기 발광 표시 장치의 단면도들이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 7는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 식각 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 식각 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2a 내지 2d는 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 구조물 형성을 개략적으로 설명하기 위한 유기 발광 표시 장치의 단면도들이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 7는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 식각 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 식각 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 유기 발광 소자의 구조도이다. 도 2a 내지 2d는 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 구조물 형성을 개략적으로 설명하기 위한 유기 발광 표시 장치의 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 정공 방지층(hole blocking layer), 전자 운송층(electron transfer layer), 전자 주입층(electron injection layer), 캐소드(cathode) 등의 막이 순서대로 적층되어 형성된다.
유기 박막은 발광 효율을 높이기 위하여 정공 주입층, 정공 운송층, 발광층, 정공 방지층, 전자 운송층, 전자 주입층의 다층으로 구성된다. 발광층으로 사용되는 유기물질은 Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA 등이 있다.
유기 발광 소자는 애노드, 캐소드, 그리고 애노드와 캐소드 사이에 개재된 발광층을 포함하며, 구동 시 정공은 애노드로부터 발광층 내로 주입되고, 전자는 캐소드로부터 발광층 내로 주입된다. 발광층 내로 주입된 정공과 전자는 발광층에서 결합하여 엑시톤(exciton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출하게 된다.
이러한 유기 발광 소자는 구현하는 색상에 따라 단색 또는 풀 칼라(full color) 유기 발광 소자로 구분될 수 있는데, 풀 칼라 유기 발광 소자는 빛의 삼원색인 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue) 별로 패터닝된 발광층을 구비함으로써 풀 칼라를 구현한다. 풀 칼라 유기 발광 소자에 있어서, 발광층을 패터닝하는 것은 발광층을 형성하는 물질에 따라 다르게 수행될 수 있다.
도 2a 내지 2d를 참조하면, 베이스 기판(10) 상에 유기막(12)을 형성할 수 있다. 상기 유기물(12)을 패터닝 하여 적색 서브 화소에 대응되는 적색 발광 패턴(R)을 형성할 수 있다. 이후, 상기 베이스 기판(10)상에 유기물층을 형성하고 이를 패터닝하여, 녹색 서브 화소에 대응되는 녹색 발광 패턴(G) 및 청색 서브 화소에 대응하는 청색 발광 패턴(B)을 형성할 수 있다. 또한, 마스크를 이용하여 필요로 하는 영역에 원시 적색, 녹색 및 청색 발광 패턴들을 형성한 후, 레이저 식각을 이용하여 미세 패터닝 함으로써 최종적으로 상기 적색, 녹색 및 청색 발광 패턴을 형성할 수 도 있다.
한편, 상기 베이스 기판(10)의 가장자리 부분에는 밀봉 기판(20)과 상기 베이스 기판(10)을 밀봉하는 실링 부재(30)가 형성될 수 있는데, 이 때, 상기 가장자리 부분에 형성된 유기물층을 제거하여 상기 실링 부재(30)가 상기 베이스 기판(10)과 상기 밀봉 기판(20)에 효율적으로 밀착되도록 할 수 있다.
따라서, 상기 유기물층을 형성한 후, 이를 패터닝할 필요가 있는데, 레이저 식각 장치를 이용하여 상기 유기물층을 패터닝할 수 있다.
상기 레이저 식각 방법을 이용하는 경우, 유기물 층으로부터 식각되어 떨어져 나오는 유기물 파티클들에 의해 식각 공정의 효율성이 떨어지는 문제가 있으며, 이를 해결하기 위해, 주기적으로 상기 레이저 식각 장치의 챔버 내를 클리닝하여야 하므로, 상기 레이저 식각 장치의 유지, 관리(maintenance)가 효율적이지 못한 문제가 있었다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저 식각 장치 및 상기 레이저 식각 장치를 이용한 레이저 식각 방법에 따르면, 상기 유기물 파티클들이 흡착되는 보호 필름이 자동적으로 리프레쉬(refresh)되므로, 별도의 클리닝을 위한 작업이 불필요하며, 이에 따라 생산성이 향상될 수 있다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 단면도이다. 도 4는 도 3의 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 레이저 식각 장치는 챔버(100), 게이트 도어(110), 레이저 포트(120), 냉각부(130), 연결부(140), 파티클 포집기(particle grabber: 150), 필름 모듈(200), 및 레이저 조사기(300)를 포함한다.
상기 챔버(100)는 기판(10)에 대한 식각공정이 진행되는 장소를 형성한다. 레이저 조사 방식에 의해 상기 기판(10) 상에 증착된 유기막(12)을 패터닝 하기 위해 상기 유기물층의 일부를 제거할 때는 상기 챔버(100)의 내부가 진공을 유지해야 하기 때문에 상기 챔버(100)는 진공 챔버가 적용될 수 있다. 적정한 진공압 유지를 위하여 상기 챔버(100)의 일측에는 진공펌프(미도시) 등이 갖춰질 수 있다. 상기 챔버(100)의 일측 벽면에는 상기 기판이 출입되는 출입부가 형성된다. 그리고 상기 출입부 영역에는 상기 출입부를 개폐시키는 상기 게이트 도어(110)가 마련될 수 있다.
상기 출입부를 통해 상기 챔버(100)로 출입되는 상기 기판은 척킹 모듈(미도시)에 척킹된 상태에서 상기 챔버(100) 내로 로딩되거나 상기 챔버(100)로부터 언로딩될 수 있다. 상기 척킹 모듈은 정전기력를 이용한 정전 척(ES chuck) 등이 사용될 수 있다.
상기 레이저 조사기(300)는 상기 기판(10) 상의 상기 유기막(12)을 패터닝 하기 위해 레이저(Laser)를 조사할 수 있다. 본 실시예에서 상기 레이저 조사기(300)는 상기 챔버(100)의 외부에 위치 고정되어 상기 챔버(100)의 내부를 향해 레이저를 조사할 수 있다. 이때, 상기 레이저 조사기(300)가 배치되는 상기 챔버(100)의 벽면에는 상기 레이저 포트(Laser port: 120)가 마련된다. 상기 레이저 조사기(300)는 상기 레이저 포트(120)를 통해 레이저가 조사되어 기판으로 향할 수 있도록 한다.
상기 레이저가 조사되어, 상기 유기막(12)이 식각되는 경우, 상기 유기막(12)으로부터 다량의 분진이 비산할 수 있다. 이때, 상기 분진은 중력 방향, 즉 도면 상에서 제2 방향(D2)으로 낙하한다. 낙하하는 상기 분진은 상기 파티클 포집기(150) 및 상기 필름 모듈(200)에 의해 포집되어 상기 레이저 포트(110) 상에 상기 분진이 누적되는 것이 방지될 수 있다. 이에 따라 상기 분진에 의해, 상기 레이저의 조사 효율이 떨어지는 문제가 감소될 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 상기 필름 모듈(200)은 자동적으로 리프레쉬(refresh)될 수 있으므로, 상기 레이저 식각 장치의 유지, 관리(maintenance)가 효율적일 수 있다. 따라서 생산성이 향상될 수 있다.
상기 냉각부(130)는 상기 챔버(100) 내에 상기 챔버(100)의 내벽 상에 배치되어, 상기 연결부(140)와 연결될 수 있다. 상기 연결부(140)는 상기 파티클 포집기(150)에 연결될 수 있다. 상기 연결부(140)는 열 전도도가 높은 금속으로 형성될 수 있다. 상기 냉각부(130)는 상기 연결부(140)를 통해 상기 파티클 포집기(150)를 냉각시켜, 상기 분진을 냉각시켜 고화시켜, 상기 분진의 비산을 방지하고 상기 분진을 포집할 수 있다.
상기 파티클 포집기(150)는 몸체(151), 상기 몸체를 관통하는 개구(152) 및 상기 몸체(151) 상부에 형성되어 분진을 포집하는 포집부(153)를 포함할 수 있다. 상기 개구(152)를 통해 상기 레이저 조사기(300)가 상기 유기막(12)에 레이저를 조사할 수 있다. 상기 파티클 포집기(150)의 상기 몸체(151)는 상기 연결부(140)에 연결되어, 상기 냉각부(130)에 의해 냉각될 수 있다. 이에 따라 상기 유기막(12)이 식각될 때, 비산하는 상기 분진이 중력 방향, 즉 도면 상의 제2 방향 (D2)으로 떨어질 때, 상기 몸체(151)에 의해 냉각 및 고화되어, 상기 포집부(153)에 1차적으로 포집될 수 있다. 상기 파티클 포집기(150)에서 포집하지 못한 분진들은 상기 개구(152)를 통해 상기 레이저 포트(120) 방향으로 낙하하는데, 이때, 상기 필름 모듈(200)에 의해 상기 분진이 2차적으로 포집될 수 있다.
상기 필름 모듈(200)은 제1 롤러(210), 제2 롤러(220), 보호 필름(230), 복수의 가이드 롤러(GR) 및 장력 조절 롤러(240)를 포함한다. 상기 필름 모듈(200)로 낙하한 분진은 상기 보호 필름(230)상에 누적되어 포집될 수 있다.
상기 보호 필름(230)의 일측은 상기 제1 롤러(210)에 감겨 있으며, 상기 보호 필름(230)의 타측은 상기 제2 롤러(220)에 감겨 있다. 상기 제1 롤러(210) 및 상기 제2 롤러(220)가 회전함에 따라, 상기 보호 필름(230)이 상기 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 이동할 수 있다. (도면의 화살표 참조) 상기 보호 필름(230)이 이동함에 따라, 상기 분진에 의해 오염된 필름 부분이 상기 제2 롤러(220)에 감기고, 상기 제1 롤러(210)로부터 오염되지 않은 새로운 필름이 위치할 수 있다.
상기 가이드 롤러(GR)는 필요한 곳에 배치되어 상기 보호 필름(230)이 적절한 위치에 위치하도록 가이드할 수 있다. 또한, 상기 장력 조절 롤러(240)는 상기 보호 필름(230)에 압력을 가하여, 상기 보호 필름(230)이 평평하게 배치되도록 할 수 있다.
상기 보호 필름(230)은 제1 방향(D1)으로 평행하게 배치될 수 있다. 상기 제1 방향(D1)은 상기 제2 방향(D2)와 실질적으로 수직할 수 있다. 상기 레이저 조사기(300)는 상기 제2 방향(D2)에 대해 소정각도(α)만큼 기울어져서 레이저를 조사할 수 있는데, 이에 따라 상기 유기막(12)으로부터 낙하하는 분진이 상기 레이저의 경로에서 벗어난 곳의 상기 보호 필름(12) 또는 상기 레이저 포트(120) 상에 낙하하도록 하여, 상기 분진에 의한 레이저 조사 효율 감소를 최소화 하기 위해서 이다.
상기 제1 롤러(210), 상기 제2 롤러(220), 상기 가이드 롤러들(GR) 및 상기 장력 조절 롤러(240)는 상기 보호 필름(230)을 이동시키는 필름 구동부에 해당하며, 상기 보호 필름(230) 상에 분진이 어느정도 이상 달라 붙는 경우, 상기 필름 구동부에 의해 자동적으로 상기 레이저 조사기(300)에 대한 상기 보호 필름(230)의 상대적인 위치가 이동하여, 오염된 부분의 보호 필름 대신 깨끗한 상태의 보호 필름이 상기 레이저 조사기(300)에 대응하여 위치하게 된다. 이에 따라, 상기 레이저 식각 장치의 유지, 관리(maintenance)가 효율적일 수 있다. 따라서 생산성이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 레이저 식각 장치는 보호 필름이 레이저 광에 수직하게 위치하는 것을 제외하면 도 3 내지 4의 레이저 식각 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 생략한다.
상기 필름 모듈(200)은 제1 롤러(210), 제2 롤러(220), 보호 필름(230), 복수의 가이드 롤러(GR) 및 장력 조절 롤러(240)를 포함한다.
상기 가이드 롤러(GR)는 필요한 곳에 배치되어 상기 보호 필름(230)이 적절한 위치에 위치하도록 가이드할 수 있다. 이때, 상기 레이저 조사기(300)는 제2 방향(D2)에 대해 소정각도(α)만큼 기울어져서 레이저를 조사할 수 있는데, 상기 보호 필름(230)이 레이저 조사기(300)에서 방출되는 레이저 광과 수직하게 위치하도록 상기 가이드 롤러(GR)가 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 레이저 광은 상기 소정각도(α)만큼 기울어지고, 상기 보호 필름(230)은 상기 레이저 광에 수직하게 배치되므로, 분진에 의한 레이저 조사 효율 감소를 최소화하면서, 상기 레이저 광의 상기 보호 필름(230) 상에서의 반사율도 최소화 시켜, 결론적으로 레이저 조사 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 레이저 광의 조사 각도가 변화하더라도, 상기 가이드 롤러(GR)의 위치를 적절히 조절하여 레이저 조사 효율 감소를 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 레이저 식각 장치는 필름 모듈을 제외하고, 도 3 내지 4의 레이저 식각 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 생략한다.
상기 필름 모듈은 필름 공급부(250), 필름 수거부(260) 및 보호 필름(270)을 포함한다.
상기 보호 필름(270)은 파티클 포집기(150)와 레이저 포트(120) 사이에 배치되어, 베이스 기판(10) 상의 유기막(12)으로부터 낙하한 분진을 상기 보호 필름(230)상에 누적시켜 포집할 수 있다.
상기 보호 필름(270)은 필름 조각의 형태로 복수개가 상기 필름 공급부(250) 내에 준비될 수 있다. 상기 필름 수거부(260)는 상기 필름 조각 형태의 상기 보호 필름(270)을 수거할 수 있다. 즉, 상기 보호 필름 상에 상기 분진이 누적되어 오염되면, 상기 필름 수거부가 오염된 필름을 수거하고, 상기 필름 공급부가 새로운 보호 필름을 공급할 수 있다.
도 7는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 식각 장치의 보호 필름 부분을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 레이저 식각 장치는 필름 모듈을 제외하고, 도 3 내지 4의 레이저 식각 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 생략한다.
상기 필름 모듈은 보호 필름 및 필름 구동부(미도시)를 포함한다. 상기 보호 필름은 복수의 필름 조각(282)이 적층된 필름 적층 구조(280)를 가질 수 있다. 상기 필름 조각(282)은 레이저 광이 통과할 수 있도록 투명할 수 있다. 상기 필름 적층 구조(280)는 복수의 필름 조각(282)들이 적층되어 형성되며, 상기 필름 조각들 사이에 점착층이 더 형성될 수 있다. 상기 점착층은 레이저 광이 통과할 수 있도록 투명할 수 있다.
상기 필름 구동부는 필요에 따라 상기 필름 적층 구조(280)의 최상부에 위치하는 필름 조각(282)을 박리 시켜 분리시킬 수 있다. 상기 필름 적층 구조(280)의 최상부에 위치하는 필름 조각(282) 상에 분진이 누적되어 오염되면, 오염된 필름 조각(282)을 박리 시켜 분리하면, 깨끗한 상태의 필름 조각이 상기 필름 적층 구조(280)의 최상부에 위치하므로, 레이저 조사 효율을 유지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 식각 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8을 참조하면, 레이저 식각 방법은 유기막 형성 단계(S100), 챔버에 로딩하는 단계(S200), 레이저 식각 단계(S300), 및 일정횟수 이상의 레이저 식각 공정이 이루어지면, 보호 필름을 리프레쉬(refresh)하는 단계(S400)를 포함한다.
상기 유기막 형성 단계(S100)에서, 기판 상에 유기막을 형성할 수 있다.
상기 챔버에 로딩하는 단계(S200)에서, 상기 유기막이 형성된 상기 기판을 레이저 식각 장치의 챔버 내에 로딩할 수 있다. 상기 레이저 식각 장치는 지면 방향으로 레이저 포트가 형성된 챔버, 레이저 조사기, 파티클 포집기 및 필름 모듈을 포함할 수 있다. 상기 파티클 포집기는 몸체, 상기 몸체를 관통하는 개구 및 포집부를 포함할 수 있다. 상기 필름 모듈은 상기 레이저 포트와 상기 파티클 포집기 사이에 배치되고 투명한 물질로 형성된 보호 필름 및 상기 보호 필름을 이동시킬 수 있는 필름 구동부를 포함할 수 있다.
상기 레이저 식각 단계(S300)에서, 상기 레이저 포트를 통해 상기 기판의 상기 유기막에 상기 레이저 조사기를 이용하여 레이저를 조사하여 상기 유기막을 식각할 수 있다.
상기 보호 필름을 리프레쉬하는 단계(S400)에서, 상기 레이저 식각 단계(S300)에서 상기 유기막으로부터 발생한 분진이 누적된 상기 보호 필름을 이동 시켜, 상기 레이저 조사기 및 상기 파티클 포집기 사이에 새로운 보호 필름을 위치시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 필름 모듈의 상기 필름 구동부는 제1 롤러 및 제2 롤러를 포함하고, 상기 보호 필름은 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러에 감기어, 상기 제1 및 제2 롤러가 회전함에 따라 상기 보호 필름이 상기 제1 롤러에서 상기 제2 롤러로 이동할 수 있다.
상기 레이저 식각 단계(S300)에서 상기 유기막으로부터 발생한 분진은 1차적으로 상기 파티클 포집기의 상기 포집부에 포집되고, 상기 개구를 통해 낙하하는 분진은 2차적으로 상기 필름 모듈에 포집될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 식각 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9를 참조하면, 레이저 식각 방법은 보호 필름을 일정속도로 연속적으로 리프레쉬(refresh)하는 단계(S500)를 제외하고 도 8의 레이저 식각 방법과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 생략한다.
상기 레이저 식각 방법은 유기막 형성 단계(S100), 챔버에 로딩하는 단계(S200), 레이저 식각 단계(S300), 및 보호 필름을 일정속도로 연속적으로 리프레쉬(refresh)하는 단계(S500)를 포함한다. 상기 레이저 식각 방법은 레이저 식각 장치를 이용하여 이루어질 수 있다. 상기 레이저 식각 장치는 지면 방향으로 레이저 포트가 형성된 챔버, 레이저 조사기, 파티클 포집기 및 필름 모듈을 포함할 수 있다. 상기 파티클 포집기는 몸체, 상기 몸체를 관통하는 개구 및 포집부를 포함할 수 있다. 상기 필름 모듈은 상기 레이저 포트와 상기 파티클 포집기 사이에 배치되고 투명한 물질로 형성된 보호 필름 및 상기 보호 필름을 이동시킬 수 있는 필름 구동부를 포함할 수 있다.
상기 리프레쉬(refresh)하는 단계(S500)는 상기 레이저 식각 단계(S300)와 함께 이루어지며, 상기 보호 필름은 일정한 속도로 계속적으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기막으로부터 발생한 분진이 상기 보호 필름 상에 누적되더라도, 상기 보호 필름은 일정 속도로 계속적으로 이동하므로, 상기 레이저 조사기에서 발생한 레이저 광의 경로에 상기 분진이 누적되지 않으므로, 상기 분진에 의한 레이저 조사 효율 감소를 최소화 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 레이저 식각 장치 및 레이저 식각 방법에 따르면, 보호 필름 상에 분진이 어느정도 이상 달라 붙는 경우, 필름 구동부에 의해 자동적으로 레이저 조사기에 대한 상기 보호 필름의 상대적인 위치가 이동하여, 오염된 부분의 보호 필름 대신 깨끗한 상태의 보호 필름이 상기 레이저 조사기에 대응하여 위치하게 된다. 이에 따라, 상기 레이저 식각 장치의 유지 및 관리가 효율적일 수 있다. 따라서 생산성이 향상될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 베이스 기판
12: 유기막
20: 밀봉 기판 30: 실링 부재
100: 챔버 110: 게이트 도어
120: 레이저 포트 130: 냉각부
140: 연결부 150: 파티클 포집기
200: 필름 모듈 210: 제1 롤러
220: 제2 롤러 230: 보호 필름
300: 레이저 조사기
20: 밀봉 기판 30: 실링 부재
100: 챔버 110: 게이트 도어
120: 레이저 포트 130: 냉각부
140: 연결부 150: 파티클 포집기
200: 필름 모듈 210: 제1 롤러
220: 제2 롤러 230: 보호 필름
300: 레이저 조사기
Claims (16)
- 유기막이 형성된 기판이 내부에 로딩되고, 지면 방향으로 레이저 포트가 형성된 챔버;
상기 레이저 포트를 통해 상기 기판의 상기 유기막에 레이저를 조사하는 레이저 조사기;
상기 챔버 내에 배치되고, 상기 레이저 포트 상에 위치하고, 몸체, 상기 몸체를 관통하고 상기 레이저가 통과하기 위한 개구 및 상기 유기막으로부터 발생하는 분진을 포집하는 포집부를 포함하는 파티클 포집기; 및
상기 레이저 포트와 상기 파티클 포집기 사이에 배치되고, 상기 파티클 포집기에 포집되지 못하고 상기 파티클 포집기를 통과한 분진들이 누적되어 포집되고 투명한 물질로 형성된 보호 필름 및 상기 보호 필름을 이동시킬 수 있는 필름 구동부를 포함하는 필름 모듈을 포함하는 레이저 식각 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 필름 모듈의 상기 구동부는 제1 롤러 및 제2 롤러를 포함하고,
상기 보호 필름은 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러에 감기어, 상기 제1 및 제2 롤러가 회전함에 따라 상기 보호 필름이 상기 제1 롤러에서 상기 제2 롤러로 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 필름 모듈은 장력 조절 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 레이저 조사 장치는 중력 방향에 대해 미리 정해진 각도만큼 경사지도록 레이저를 조사하고,
상기 보호 필름은 상기 레이저 조사기가 발생하는 상기 레이저에 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 장치. - 제4 항에 있어서,
상기 파티클 포집기의 상기 몸체는 냉각부에 연결되는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보호 필름은 분리 가능한 복수의 필름 조각이 적층된 필름 적층 구조를 갖고,
상기 필름 구동부는 상기 필름 적층 구조의 최상부에 위치하는 필름 조각을 분리시키도록 구비된 것을 특징으로 하는 레이저 식각 장치. - 제1항에 있어서,
상기 필름 구동부는 상기 보호 필름을 공급하는 필름 공급부 및 상기 필름을 수거하는 필름 수거부를 포함하고,
상기 보호 필름 상에 상기 분진이 누적되어 오염되면, 상기 필름 수거부가 오염된 필름을 수거하고, 상기 필름 공급부가 새로운 보호 필름을 공급하는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 장치. - 지면 방향으로 레이저 포트가 형성된 챔버와, 레이저 조사기와, 몸체, 상기 몸체를 관통하는 개구 및 포집부를 포함하는 파티클 포집기와, 상기 레이저 포트와 상기 파티클 포집기 사이에 배치되고 투명한 물질로 형성된 보호 필름 및 상기 보호 필름을 이동시킬 수 있는 필름 구동부를 포함하는 필름 모듈을 포함하는 레이저 식각 장치를 이용하여,
기판 상에 유기막을 형성하는 단계;
상기 유기막이 형성된 상기 기판을 상기 챔버 내에 로딩하는 단계;
상기 레이저 포트를 통해 상기 기판의 상기 유기막에 상기 레이저 조사기를 이용하여 레이저를 조사하여 상기 유기막을 식각하는 단계; 및
상기 식각하는 단계에서 발생한 분진이 누적된 상기 보호 필름을 이동 시켜 상기 레이저 조사기 및 상기 파티클 포집기 사이에 새로운 보호 필름을 위치시키는 리프레쉬(refresh) 단계를 포함하고,
상기 식각하는 단계에서 상기 유기막으로부터 발생한 분진은 1차적으로 상기 파티클 포집기의 상기 포집부에 포집되고, 상기 개구를 통해 낙하하는 분진은 2차적으로 상기 필름 모듈에 포집되는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 필름 모듈의 상기 필름 구동부는 제1 롤러 및 제2 롤러를 포함하고,
상기 리프레쉬 단계에서, 상기 보호 필름은 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러에 감기어, 상기 제1 및 제2 롤러가 회전함에 따라 상기 보호 필름이 상기 제1 롤러에서 상기 제2 롤러로 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 방법. - 제9 항에 있어서,
상기 필름 모듈은 장력 조절 롤러를 더 포함하여, 상기 장력 조절 롤러가 상기 보호 필름이 평평하도록 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 레이저 조사 장치는 중력 방향에 대해 미리 정해진 각도만큼 경사지도록 레이저를 조사하고,
상기 보호 필름은 상기 레이저 조사기가 발생하는 상기 레이저에 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 파티클 포집기는 상기 파티클 포집기의 상기 몸체와 연결되고, 상기 몸체를를 냉각시키는 냉각부를 더 포함하여,
상기 파티클 포집기가 상기 분진을 냉각 및 고화시켜 상기 분진의 비상을 방지하는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 보호 필름은 분리 가능한 복수의 필름 조각이 적층된 필름 적층 구조를 갖고, 상기 필름 구동부는 상기 필름 적층 구조의 최상부에 위치하는 필름 조각을 분리시키도록 구비되고,
상기 리프레쉬 단계에서, 상기 필름 구동부가 상기 분진이 누적된 상기 필름 조각을 분리시켜, 상기 필름 적층 구조의 최상부에 새로운 필름 조각이 노출되도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 필름 구동부는 상기 보호 필름을 공급하는 필름 공급부 및 상기 필름을 수거하는 필름 수거부를 포함하고,
상기 리프레쉬 단계에서, 상기 분진이 누적된 상기 보호 필름을 상기 필름 수거부가 수거하고, 상기 필름 공급부가 새로운 보호 필름을 공급하는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 리프레쉬 단계는, 상기 유기막을 식각하는 단계가 미리 정해진 일정 회수 이상 진행되면 자동적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 리프레쉬 단계는 상기 유기막을 식각하는 단계와 함께 이루어지며,
상기 보호 필름은 일정한 속도로 계속적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 식각 방법.
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