KR20200059517A - 레이저 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 레이저 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 대하여 레이저를 이용하여 기판처리를 수행하는 레이저 가공장치에 관한 것이다.
본 발명은, 레이저를 이용하는 기판처리를 위한 처리공간(S)이 형성되는 챔버(10)와; 개구부(160)가 형성되며, 상기 처리공간(S)에 선형이동 가능하게 설치되는 캐리어(100)와; 상기 캐리어(100)에 대하여 회전가능하도록 상기 개구부(160)에 설치되어 안착되는 기판(1)을 플립하는 기판플립부(200)와; 상기 기판플립부(200)에 의하여 플립되어 상기 캐리어(100)에 의해 이송되는 상기 기판(1)에 레이저 광을 조사하는 레이저모듈(300)을 포함하며, 상기 기판플립부(200)는, 측면에 돌출가능하게 설치되며, 플립 후에 돌출되어 상기 캐리어(100)에 지지됨으로써 상기 기판플립부(200)의 회전을 방지하는 적어도 하나의 돌출핀(210)을 포함하는 레이저 가공장치를 개시한다.

Description

레이저 가공장치{laser processing apparatus}

본 발명은, 레이저 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 대하여 레이저를 이용하여 기판처리를 수행하는 레이저 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로 OLED 디스플레이 패널용 기판은, 그 발광구조에 따른 분류로서, 전면발광(Top Emission) 방식과 후면발광(Bottom Emission) 방식이 있으며, 이 중 후면발광 방식이 주로 사용되고 있다.

주로 사용되고 있는 후면발광방식의 경우, 빛이 박막트랜지스터를 통과해서 발산하므로, 픽셀에서 박막트랜지스터를 제외한 나머지 부분에서 빛이 발산하는 구조이며, 이로써, 고해상도를 위하여 픽셀 사이즈가 작아지는 와중에도, 박막트랜지스터의 크기가 작아지는데 한계가 있으므로, 빛이 발산되는 영역이 좁아지는 문제점이 있다.

이로써, 후면발광방식의 경우, 전면발광방식에 비해 개구율이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 반해, 전면발광방식의 경우, 빛이 박막트랜지스터를 통과해서 발산되는 것이 아니라, 봉지영역으로 발산하므로, 더 높은 개구율을 확보할 수 있어 OLED 디스플레이 패널용 기판으로 최근 각광받고 있다.

그러나, 전면발광방식의 경우, 전면 캐소드 전극을 최대한 얇게 구현함과 동시에 투명도를 높여야 하는데, 그 과정에서 캐소드 전극의 저항이 증가하고, 이로써 전극 길이 증가에 따른 휘도의 불균일이 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 종래 레이저를 이용하여 기판에 접촉홀을 형성하고, 캐소드 전극과 보조전극을 연결함으로써, 캐소드 전극의 저항을 낮추는 기술이 사용되었다.

한편, 레이저를 이용하여 기판에 접촉홀을 형성하는 과정에서, 기판의 가공면이 상방을 향하는 페이스 업 상태의 기판의 경우, 레이저 광의 조사에 따라 가공 위치에서 대량의 부유 이물질이 발생하는 바, 부유 이물질이 기판에 재흡착되어 기판을 오염시키는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 종래 기판의 가공면이 하방을 향하는 페이스 다운 상태의 기판에 레이저 가공을 실시하는 플립형 레이저 가공장치를 사용하였으나, 기판의 플립 이후, 플립 모터의 백래쉬에 의해 기판이 흔들리는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 기판이 안착되는 기판플립부가 캐리어에 회전축만을 통해 지지되는 구성인 바, 회전축에 수직방향에서 대면적 기판의 자중에 의한 쳐짐이 발생하는 문제점이 있다.

특히, 기판플립부의 회전축 수직방향의 중심에서 쳐짐이 가장 크게 발생하며, 이로써 대면적 기판의 평탄도가 달라지거나, 기판이 흔들려 정밀한 레이저 가공이 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 기판의 레이저 가공을 위한 기판의 플립 이후, 기판을 고정 지지함으로써 기판의 흔들림이 없고, 평탄도 유지가 가능한 레이저 가공장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 레이저를 이용하는 기판처리를 위한 처리공간(S)이 형성되는 챔버(10)와; 개구부(160)가 형성되며, 상기 처리공간(S)에 선형이동 가능하게 설치되는 캐리어(100)와; 상기 캐리어(100)에 대하여 회전가능하도록 상기 개구부(160)에 설치되어 안착되는 기판(1)을 플립하는 기판플립부(200)와; 상기 기판플립부(200)에 의하여 플립되어 상기 캐리어(100)에 의해 이송되는 상기 기판(1)에 레이저 광을 조사하는 레이저모듈(300)을 포함하며, 상기 기판플립부(200)는, 측면에 돌출가능하게 설치되며, 플립 후에 돌출되어 상기 캐리어(100)에 지지됨으로써 상기 기판플립부(200)의 회전을 방지하는 적어도 하나의 돌출핀(210)을 포함하는 레이저 가공장치를 개시한다.

상기 기판플립부(200)는, 내부에 설치되어, 상기 돌출핀(210)을 선형이동 시키는 돌출핀구동부(220)를 포함할 수 있다.

상기 돌출핀구동부(220)는, 상기 돌출핀(210)에 결합되어 상기 돌출핀(210)을 선형이동 시키는 실린더(222)를 포함할 수 있다.

상기 돌출핀(210)은, 상기 기판플립부(200)의 플립 후에 돌출되어, 상기 캐리어(100)에 가압접촉함으로써, 상기 기판플립부(200)의 회전을 방지할 수 있다.

상기 캐리어(100)는, 상기 기판플립부(200)의 플립 후에 상기 기판플립부(200)의 회전을 방지하도록, 상기 돌출핀(210)이 돌출되어 가압접촉하는 스토퍼부(110)를 포함할 수 있다.

상기 스토퍼부(110)는, 상기 돌출핀(210)과 접촉하는 접촉면에서 상기 돌출핀(210)과의 마찰력이 증대되도록 마찰력증대수단(115)이 구비될 수 있다.

상기 캐리어(100)는, 상기 기판플립부(200)의 플립 후에 상기 기판플립부(200)의 회전을 방지하기 위하여, 돌출되는 상기 돌출핀(210)의 상기 캐리어(100) 측 끝단면을 제외한 돌출부분 중 적어도 일부를 지지하도록 구비되는 지지부(120)를 포함할 수 있다.

상기 지지부(120)는, 상기 캐리어(100)의 상부면에 상하이동 가능하도록 설치되며 상기 돌출핀(210)이 지지되는 마운트부(130)와, 상기 마운트부(130)를 상하구동하는 승강구동부(140)를 포함할 수 있다.

상기 마운트부(130)는, 상기 돌출핀(310)이 지지되는 지지면(134)의 횡단면이 'V' 또는 'U' 자 형태일 수 있다.

상기 캐리어(100)는, X, Y, θ 방향 중 적어도 하나로 이동 가능할 수 있다.

상기 기판플립부(200)는, 상기 기판(1)이 안착되는 기판안착부(230)와, 상기 기판안착부(230)의 마주보는 양 측면에 설치되는 회전축(240)과, 상기 회전축(240)의 끝단에 설치되어 상기 회전축(240)을 회전시키며, 상기 캐리어(100)에 지지되는 적어도 하나의 회전모터(250)를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 돌출핀(210)은, 2개이며, 2개의 상기 돌출핀(210)들을 잇는 가상의 선이 상기 기판플레이트(200)의 중심을 지나고, 상기 회전축(240)과 수직을 이루도록 설치될 수 있다.

상기 기판안착부(230)는, 상기 기판(1)을 정전흡착하는 정전척일 수 있다.

본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 기판이 플립된 이후에 기판안착부를 지지 또는 고정함으로써, 기판의 흔들림을 방지하고 평탄도를 유지할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 기판이 플립된 이후에 기판안착부를 지지 또는 고정함으로써, 기판안착부의 선형이동 과정에서 기판의 흔들림을 방지하고 평탄도를 유지할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 기판이 안착되는 기판안착부를 지지 또는 고정함으로써, 미리 설정된 기판의 위치에 레이저 가공이 가능하도록 할 수 있으며, 이로써 보다 정밀한 레이저 가공을 통한 기판처리가 가능한 이점이 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 레이저 가공장치 중 챔버가 제거된 상태의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 레이저 가공장치 중 챔버가 포함된 모습을 보여주는 측면도이다.
도 3은, 도 1의 레이저 가공장치의 모습을 보여주는 평면도이다.
도 4은, 도 3의 레이저 가공장치 중 지지부의 일실시예의 모습을 보여주는 A부분 확대사시도이다.
도 5a 및 도 5b는, 도 4의 레이저 가공장치 중 지지부의 동작과정을 보여주는 평면도들이다.
도 6은, 도 1의 레이저 가공장치 중 지지부의 다른 실시예의 모습을 보여주는 확대사시도이다.
도 7a 및 도 7b는, 도 6의 레이저 가공장치 중 지지부의 동작과정을 보여주는 정면도들이다.

이하 본 발명에 따른 레이저 가공장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 도 1 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 레이저를 이용하는 기판처리를 위한 처리공간(S)이 형성되는 챔버(10)와; 개구부(160)가 형성되며, 상기 처리공간(S)에 선형이동 가능하게 설치되는 캐리어(100)와; 상기 캐리어(100)에 대하여 회전가능하도록 상기 개구부(160)에 설치되어 안착되는 기판(1)을 플립하는 기판플립부(200)와; 상기 기판플립부(200)에 의하여 플립되어 상기 캐리어(100)에 의해 이송되는 상기 기판(1)에 레이저 광을 조사하는 레이저모듈(300)을 포함하며, 상기 기판플립부(200)는, 측면에 돌출가능하게 설치되며, 플립 후에 돌출되어 상기 캐리어(100)에 지지됨으로써 상기 기판플립부(200)의 회전을 방지하는 적어도 하나의 돌출핀(210)을 포함한다.

여기서 기판처리의 대상인 기판(1)은, 식각, 증착 등 기판처리가 수행되는 구성으로서, 반도체 제조용기판, LCD 제조용기판, OLED 제조용기판, 태양전지 제조용기판, 투명 글라스기판 등 레이저가공을 통한 기판처리가 필요한 기판이면 어떠한 기판도 가능하다.

특히, 상기 기판(1)은, OLED 제조용기판으로서, 캐소드 전극과 보조전극을 연결함으로써, 캐소드 전극의 저항을 낮추기 위해 레이저를 이용하여 접촉홀이 형성되도록 기판처리될 수 있으며, 대면적 기판일 수 있다.

상기 챔버(10)는, 레이저를 이용하는 기판처리를 위한 처리공간(S)이 형성되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 챔버(10)는, 처리공간(S)을 형성하는 챔버본체(11)와, 챔버본체(11)의 상단에 설치되며, 기판플립부(200)가 회전 가능하도록, 회전반경에 대응되는 곡률로 형성되는 천정부(12)를 포함할 수 있다.

상기 챔버(10)는, 내부가 진공상태, 대기압 상태 등 공정조건에 따라 다양한 조건일 수 있으며, 보다 바람직하게는 진공상태를 유지할 수 있다.

상기 챔버본체(11)는, 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 챔버본체(11)는, 기판플립부(200)가 설치되는 부분과, 주행축(20)이 연결되어 기판(1)이 안착되는 기판플립부(200)가 캐리어(100)에 의해 선형이동하여, 레이저모듈(300)에 의해 레이저 가공되는 부분을 각각 분리하여 포함할 수 있다.

이로써, 대형화된 레이저 가공장치에 대하여, 각 영역에 맞는 최적의 공정조건을 설정할 수 있으며, 정밀한 공정조건 제어가 가능한 이점이 있다.

상기 천정부(12)는, 기판플립부(200)의 회전이 가능하도록 상부로 볼록하게 곡률을 가지고 형성될 수 있다.

예를 들면, 상기 천정부(12)는, 기판플립부(200)가 평면상 사각형인 경우, 원기둥의 일부와 같은 형상일 수 있으며, 기판플리부(200)가 평면상 원형인 경우, 돔형상을 가질 수 있다.

한편, 본 발명은, 상기 캐리어(100)가 처리공간(S) 내에서 선형이동 가능하도록 처리공간(S)에 설치되는 주행축(20)을 포함할 수 있다.

상기 주행축(20)은, 후술하는 캐리어(100)가 선형이동 할 수 있도록 처리공간(S)에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 주행축(20)은, 한 쌍으로 설치되며 캐리어(100)가 결합하여 캐리어(100)가 안정적으로 이동하도록 할 수 있다.

또한, 상기 주행축(20)은, 진공환경 및 고온환경에서의 내구성 유지를 위해, 낮은 열팽창률을 가지는 인바(INVAR) 재질로 제작될 수 있다.

상기 캐리어(100)는, 개구부(160)가 형성되며, 처리공간(S)에 설치되는 주행축(20)을 따라 선형이동 가능하게 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

상기 캐리어(100)는, 고정설치된 레이저모듈(300)의 레이저 광이 기판(1)에 조사되도록 기판플립부(200)에 안착되는 기판(1) 및 기판플립부(200)를 선형이동시킬 수 있다.

이 경우, 상기 캐리어(100)는, 처리공간(S)에 설치되는 주행축(20)을 따라서 선형이동할 수 있다.

한편, 상기 캐리어(100)는, 중심에 기판플립부(200)가 설치되는 개구부(160)가 형성될 수 있으며, 이로써, 중심부가 관통되어 개방되는 형상일 수 있다.

상기 개구부(160)는, 기판플립부(200)가 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 개구부(160)는 원형의 기판플립부(200)에 대응되어 원형의 개방구일 수 있으며, 보다 바람직하게는 평면상 사각형의 기판플립부(200)에 대응되어, 사각형의 개방구일 수 있다.

상기 개구부(160)는, 기판플립부(200)의 회전과 캐리어(100)가 간섭하지 않도록, 평면 상 기판플립부(200)보다 넓은 면적으로 형성될 수 있으며, 후술하는 돌출핀(210)과 캐리어(100)와의 간섭을 위해 기판플립부(200)와 캐리어(100)가 일정거리 내에 위치할 수 있도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 캐리어(100)는, X, Y, θ 방향 중 적어도 하나로 이동 가능할 수 있다.

예를 들면, 상기 캐리어(100)는, 3단 구조의 XYθ테이블일 수 있으며, 보다 바람직하게는 2단구조의 UVW테이블일 수 있다.

한편, 이를 통해 상기 캐리어(100)는, 설치되는 기판플립부(200) 및 기판(1)의 정밀한 위치조정이 가능하며, 보다 구체적으로는 UVW테이블로써, 1단에 설치되는 1개의 선형모터와, 2단에 설치되는 2개의 선형모터를 이용하여, X, Y, θ방향 중 적어도 하나로 이동 가능할 수 있다.

이로써, 미리설치된 주행축(20)으로 선형이동하는 캐리어(100)를 X, Y, θ방향 중 적어도 한 방향으로 이동하여, 고정설치되는 레이저모듈(300)을 통한 기판처리를 보다 정밀한 위치에서 수행할 수 있다.

또한, 상기 캐리어(100)는, 후술하는 기판플립부(200)를 회전시키기 위한 회전모터(250)가 설치되는 지지홈(150)이 형성될 수 있다.

상기 지지홈(150)은, 기판플립부(200)를 회전시키기 위한 회전모터(250)가 설치되도록 형성되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 지지홈(150)은, 개구부(160)에 설치되는 기판플립부(200)를 지지하고, 기판플립부(200)를 회전시키기 위하여, 개구부(160)를 가로지르도록 기판플립부(200)의 마주보는 양 측면에 설치되는 회전축(240)의 양 끝단 중 적어도 하나에 설치되는 회전모터(250)가 안정적으로 설치될 수 있도록, 캐리어(100)의 상부면에 설치될 수 있다.

이 경우, 상기 지지홈(150)은, 캐리어(100)의 이동에도 캐리어(100)의 상부면에 안착되는 회전모터(250)가 흔들림없이 위치할 수 있도록, 회전모터(250)가 끼워질 수 있는 크기일 수 있는 크기일 수 있다.

또한 상기 지지홈(150)은, 보다 바람직하게는 기판플립부(200)의 지지를 위하여, 개구부(160)를 가로질러 설치되는 회전축(240)의 양 끝단에 대응되는 위치에 각각 형성될 수 있다.

상기 기판플립부(200)는, 캐리어(100)에 대하여 회전가능하도록 개구부(160)에 설치되어 안착되는 기판(1)을 플립하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 기판플립부(200)는, 기판(1)이 안착되는 기판안착부(230)와, 기판안착부(230)의 마주보는 양 측면에 설치되는 회전축(240)과, 회전축(240)의 끝단에 설치되어 회전축(240)을 회전시키며, 캐리어(100)에 형성되는 지지홈(150)에 지지되는 적어도 하나의 회전모터(250)를 포함할 수 있다.

또한 상기 기판플립부(200)는, 측면에 돌출가능하게 설치되며, 플립 후에 돌출되어 캐리어(100)와 간섭함으로써, 기판플립부(200)의 회전을 방지하는 적어도 하나의 돌출핀(210)을 포함할 수 있다.

또한 상기 기판플립부(200)는, 내부에 설치되어, 돌출핀(210)을 선형이동 시키는 돌출핀구동부(220)를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 돌출핀(210)은, 기판플립부(200)의 측면에서 돌출가능하게 설치되며, 플립 후에 돌출되어 캐리어(100)와 간섭함으로써, 기판플립부(200)의 회전을 방지하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 적어도 하나의 돌출핀(210)은, 기판플립부(200) 내부의 돌출핀구동부(220)를 통해 선형이동 함으로써, 기판플립부(200)의 측면으로부터 돌출 또는 기판플립부(200)의 측면으로의 삽입이 가능할 수 있다.

상기 적어도 하나의 돌출핀(210)은, 돌출되는 끝단의 접촉면적을 크게하기 위하여, 돌출방향의 수직으로 평평하게 형성될 수 있다.

즉, 상기 적어도 하나의 돌출핀(210)은, 돌출되는 부분의 끝단이 평평하게 형성됨으로써, 캐리어(100)와의 접촉 시 접촉면적을 넓게 할 수 있다.

한편, 다른 예로서 상기 적어도 하나의 돌출핀(210)의 끝단이 곡면을 가지는 등 다양한 형태일 수 있음은 또한 물론이다.

상기 적어도 하나의 돌출핀(210)은, 복수개 이며, 다수의 돌출핀(210)이 돌출되어 캐리어(100)와 간섭함으로써, 기판플립부(200)의 회전을 방지할 수 있다.

한편, 원가절감 등의 이슈로, 최소의 설치에 따른 최대의 효과를 얻기 위하여 상기 적어도 하나의 돌출핀(210)은, 2개이며, 이때, 돌출핀(210)들은, 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 돌출핀(210)들을 잇는 가상의 선이 기판플레이트(200)의 중심을 지나고, 회전축(240)과 수직을 이루도록 설치될 수 있다.

즉, 평면이 사각형인 기판플립부(200) 및 캐리어(100)에 대하여, 회전축(240)이 설치되는 기판플립부(200)의 측면을 제외한 2개의 측면 중심에 각각 돌출핀(210)을 설치함으로써, 돌출핀(210)들을 회전중심으로부터 가장 멀리 있는 위치에 설치할 수 있다.

이로써, 기판플립부(200)의 회전모터(250)의 백래쉬 등에 따른 플립 이후의 미세한 회전을 방지할 수 있는 이점이 있다.

상기 돌출핀구동부(220)는, 기판플립부(200)의 내부에 설치되어, 돌출핀(210)을 선형이동 시키는 구성이면, 어떠한 구성도 가능하다.

예를 들면, 상기 돌출핀구동부(220)는, 돌출핀(210)에 결합되는 플레이트(221)와, 플레이트(221)를 구동함으로써 돌출핀(210)을 선형이동 시키는 실린더(222)를 포함할 수 있다.

즉, 상기 돌출핀구동부(220)는, 기판플립부(200) 내부에 설치되며, 돌출핀(210)의 돌출부 반대쪽 끝단에 결합되는 플레이트(221)와, 플레이트(221)를 구동하여, 돌출핀(210)을 구동하는 실린더(222)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 돌출핀구동부(220)는, 실린더(222), 플레이트(221)가 설치되며, 돌출핀(210)이 선형이동하기 위한 개구가 형성되는 하우징(227)과, 하우징(227) 내측벽과 플레이트(221) 사이에서 돌출핀(210)의 일부를 감싸도록 설치되는 주름부재(223)와, 실린더(222)에 의해 구동되어 플레이트(221)를 구동하는 실린더로드(226)를 포함할 수 있다.

한편, 상기 돌출핀구동부(220)는, 돌출핀(210)의 선형이동을 가이드하기 위하여, 하우징(227) 내에 설치되는 한 쌍의 가이드부(224)를 포함할 수 있으며, 플레이트(221)가 한 쌍의 가이드부(224)에 결합되어, 선형이동을 가이드할 수 있다.

이때, 상기 실린더(222)는, 공압, 유압 등을 이용한 실린더로서, 돌출핀(210)을 구동하는 실린더면 어떠한 것도 가능하다.

한편, 상기 돌출핀구동부(220)는, 다른 예로서 각종 모터구동, 캠구동, 자력을 이용한 구동, 전자기력을 이용한 구동 등이 사용될 수 있음은 또한 물론이다.

상기 기판안착부(230)는, 기판(1)이 안착되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 기판안착부(230)는, 기판(1)을 정전흡착하는 정전척일 수 있다.

다른 예로서, 상기 기판안착부(230)는, 진공흡착을 통해 기판(1)을 흡착하여 고정할 수 있으며, 기타 물리부재를 이용하여 기판(1)을 고정 안착시킬 수 있음은 또한 물론이다.

상기 회전축(240)은, 기판안착부(230)의 마주보는 양 측면에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

상기 회전축(240)은, 기판(1)의 가공면이 하방을 향하는 페이스 다운 상태의 기판처리를 위하여, 기판(1)을 플립하기 위해 기판플립부(200)가 회전되도록 설치될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 회전축(240)은, 기판플립부(200)의 마주보는 양 측면에 설치되어 회전함으로써, 기판플립부(200) 및 기판플립부(200)에 안착되는 기판(1)을 플립할 수 있으며, 이를 위해 캐리어(100)의 개구부(160)를 가로지르도록 설치될 수 있다.

한편, 상기 회전축(240)은, 기판플립부(200)를 관통하여 설치될 수 있음은 또한 물론이다.

상기 회전모터(250)는, 기판플립부(200)를 회전시키기 위하여, 회전축(240)의 양 끝단 중 적어도 하나에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

상기 회전모터(250)는, 기판플립부(200)를 관통하여 설치되는 회전축(240)의 양 끝단에 설치되며, 캐리어(100)에 형성되는 지지홈(150)에 안착됨으로써, 기판플립부(200)를 개구부(160)에 설치하고, 지지할 수 있다.

또한, 상기 회전모터(250)는, 회전축(240)을 회전시킴으로써, 기판플립부(200)를 플립할 수 있다.

상기 레이저모듈(300)은, 기판플립부(200)에 의하여 플립되어 캐리어(100)에 의해 이송되는 기판(1)에 레이저 광을 조사하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 레이저모듈(300)은, 캐소드 전극의 저항을 낮추기 위하여, 캐소드 전극과 보조전극을 연결하기 위한 접촉홀을 기판(1)의 가공면에 형성하기 위한 구성일 수 있다.

한편, 기판(1)의 가공면이 상방을 향하는 페이스 업 상태에서의 가공의 경우, 가공된 부유물이 중력에 의해 기판(1)의 가공면에 재유착되는 문제가 있을 수 있는 바, 기판(1)의 가공면이 하방을 향하는 페이스 다운 상태에서의 가공이 이루어 질 수 있다.

이를 위하여, 상기 레이저모듈(300)은, 챔버(10)의 외부 하측에 위치하여, 플립되어 하방을 향하는 기판(1) 가공면을 향해 상측으로 레이저 광을 조사할 수 있다.

또한 상기 레이저모듈(300)은, 레이저 광을 조사하는 복수의 조사부(310)들과, 상기 복수의 조사부(310)들이 형성되는 레이저본체(320)를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 기판플립부(200)의 플립 이후에, 회전모터(250)의 백래쉬 등에 따른 미세한 추가 회전을 방지하기 위하여 캐리어(100)에 간섭하는 돌출핀(210)을 포함하는 바, 그 구체적 실시예에 대하여 이하 설명한다.

제1실시예로서, 상기 돌출핀(210)은, 기판플립부(200)의 플립 후에 돌출되어, 캐리어(100)에 가압접촉함으로써, 기판플립부(200)의 회전을 방지할 수 있다.

보다 구체적으로는, 상기 돌출핀(210)은 기판플립부(200)의 플립 후에 선형이동을 통해 측면으로부터 돌출되며, 캐리어(100)의 개구부(160) 내측벽면에 가압접촉함으로써, 접촉압을 통해 기판플립부(200)의 추가 회전을 방지할 수 있다.

또한, 캐리어(100)의 상부면 또는 하부면에 별도의 돌출구성에 가압접촉함으로써, 기판플립부(200)의 회전을 방지할 수 있다.

한편, 제2실시예로서, 도 4 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 캐리어(100)는, 기판플립부(200)의 플립 후에 기판플립부(200)의 회전을 방지하도록, 돌출핀(210)이 돌출되어 가압접촉하는 스토퍼부(110)를 포함할 수 있다.

상기 스토퍼부(110)는, 캐리어(100)의 에 설치되어, 기판플립부(200)의 플립 후에 돌출된 돌출핀(210)이 가압접촉함으로써, 기판플립부(200)의 회전을 방지하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 스토퍼부(110)는, 캐리어(100)의 상부면 또는 하부면에 설치되는 본체부(111)와, 본체부(111)의 캐리어(100) 상의 설치를 위해 확장되며 복수의 관통공이 형성되는 확장부(114)와, 돌출된 돌출핀(210)과 면접촉되도록 돌출핀(210)을 향해 본체부(111)로부터 돌출되어 형성되는 접촉부(113)를 포함할 수 있다.

또한 상기 스토퍼부(110)는, 돌출핀(210)과 접촉하는 접촉면에서 돌출핀(210)과의 마찰력이 증대되도록 마찰력증대수단(115)이 구비될 수 있다.

상기 본체부(111)는, 캐리어(100)의 상부면 또는 하부면에 설치될 수 있으며, 보다 바람직하게는 캐리어(100)의 상부면에 설치될 수 있다.

상기 확장부(114)는, 본체부(111)의 측면에서 캐리어(100)와 결합하기 위하여 형성되는 구조로서, 결합볼트(112)가 관통되어 캐리어(100)에 볼트체결되도록 복수의 관통공이 형성될 수 있다.

상기 접촉부(113)는, 본체부(111)로부터 돌출핀(210)의 위치에 대응되어 돌출 형성되는 구성으로서, 돌출핀(210)의 돌출핀접촉면(211)과 접촉될 수 있다.

한편, 다른 예로서, 상기 접촉부(113)의 돌출핀(210)과의 접촉면에 마찰력증대수단(115)이 구비됨으로써, 가압접촉에 따른 효과를 증대할 수 있다.

예를 들면, 상기 마찰력증대수단(115)은, 접촉부(113)에 설치되며, 돌출핀(210)과의 접촉에 따른 마찰력이 증대되도록 마찰계수가 큰 재질의 패드 등이 부착될 수 있으며, 보다 구체적으로는 플라스틱 엔지니어링 재질로서 테프론 재질이 이용될 수 있다.

다른 예로서, 상기 마찰력증대수단(115)은, 접촉부(113)의 돌출핀(210)과의 접촉면에 코팅되는 마찰계수가 큰 재질의 코팅물질일 수 있으며, 예를 들면, 플라스틱 엔지니어링 재질로서 테프론 코팅이 실시될 수 있다.

한편, 이 경우, 돌출핀(210)의 돌출핀접촉면(211) 또한 전술한 마찰력증대수단이 구비될 수 있으며, 다른 예로서 마찰력 증대를 위해 돌출핀접촉면(211)이 널링(knurling) 처리될 수 있다.

한편, 제3실시예로서, 도 6 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 캐리어(100)는, 기판플립부(200)의 플립 후에 기판플립부(200)의 회전을 방지하기 위하여, 돌출핀(210)의 캐리어(100) 측 끝단면을 제외한 돌출부분 중 적어도 일부를 지지하는 지지부(120)가 구비될 수 있다.

상기 지지부(120)는, 상하이동 가능하며, 돌출핀(210)이 지지되는 마운트부(130)와, 마운트부(130)를 상하구동하는 상하구동부(140)를 포함할 수 있다.

상기 마운트부(130)는, 기판플립부(200)의 플립 후에 기판플립부(200)의 회전을 방지하도록, 돌출핀(210)이 돌출되어 지지되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 마운트부(130)는, 돌출핀(210)을 지지하는 지지마운트(133)와, 캐리어(100)의 상부면에 설치되어 지지마운트(133)가 안착되는 베이스부(131)를 포함할 수 있다.

또한 상기 마운트부(130)는, 베이스부(131)의 상단에 설치되어, 지지마운트(133)가 상하이동하도록, 승강구동부(140)에 의해 승강구동하는 승강플레이트(132)를 포함할 수 있다.

상기 지지마운트(133)는, 돌출핀(310)이 돌출되어 지지되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 지지마운트(133)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 안정적인 돌출핀(310)의 지지를 위하여, 지지면(134)이 정면에서 바라볼 때, 'V' 또는 'U' 자 형태를 가지도록 형성될 수 있다.

이로써, 돌출핀(310)이 지지면(134)에 끼워져 안정적으로 지지될 수 있다.

한편, 지지마운트(133)의 지지면(134)은, 요홈형태로 형성될 수 있으며, 단순 평탄한 형상으로 구성될 수 있음은 또한 물론이다.

상기 베이스부(131)는, 캐리어(100)의 상부면에 설치되어 지지마운트(133)를 안정적으로 안착시키고, 후술하는 승강구동부(140)와 연결되어 승강플레이트(132)가 상하이동할 수 있도록 설치될 수 있다.

상기 승강플레이트(132)는, 베이스부(131)의 상단과 지지마운트(133)의 저면에 설치되어 상하이동하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 승강플레이트(132)는, 후술하는 승강구동부(140)와 연결되어, 승강구동부(140)의 구동에 따라 상하이동함으로써, 지지마운트(133)를 상하이동시킬 수 있다.

이를 통해, 돌출핀(210)의 높이와 지지마운트(133)의 높이가 미세하게 차이나는 경우, 지지마운트(133)의 높이를 높임으로써, 돌출핀(210)이 지지마운트(133)의 정위치에 지지되어 안착되도록 할 수 있다.

상기 승강구동부(140)는, 캐리어(100)의 상부면 중 마운트부(130)에 인접한 위치에 설치되어, 마운트부(130) 중 지지마운트(133)를 승강구동하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

즉, 상기 승강구동부(140)는, 마운트부(130) 중 지지마운트(133)를 승강구동하는 구성이면, 어떠한 구성도 가능하다.

예를 들면, 상기 승강구동부(140)는, 캐리어(100)의 상부면에 설치되는 하우징과, 하우징 내에 설치되는 구동모터(141)와, 승강플레이트(132)에 연결되어 구동모터(141)에 의한 회전력을 마운트부(130)에 전달하는 회전로드(142)를 포함할 수 있다.

상기 구동모터(141)는, 캐리어(100)의 상부면 중 마운트부(130)에 인접한 위치에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

상기 회전로드(142)는, 상기 구동모터(141)와, 승강플레이트(132) 사이에 연결되어 구동모터(141)에 따른 회전력을 승강플레이트(132) 측에 전달하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

한편, 상기 승강구동부(140)는, 모터에 의한 승강구동 외에 실린더 등을 이용한 구동이 가능함은 또한 물론이다.

한편, 상기 지지부(120)의 변형 예로서, 돌출핀(210)의 캐리어(100) 측 끝단면을 제외한 돌출부분을 지지하는 구성이면, 어떠한 구성도 가능하다.

예를 들면, 상기 지지부(120)는, 캐리어(100)에 형성되는 삽입홈으로서, 돌출핀(210)이 기판플립부(200)의 플립 후에, 돌출되어 삽입홈에 삽입되어 지지될 수 있다.

또한, 다른 예로서, 상기 지지부(120)는, 캐리어의 상측에 하방측으로 승강가능하게 형성되어, 돌출핀(210)이 지지되는 구성일 수 있으며, 돌출핀(210)의 옆면에 별도의 지지연결부가 결합되어 지지연결부를 통해 지지되는 형태일 수도 있다.

즉, 상기 지지부(120)는, 돌출핀(210)의 캐리어(100) 측 끝단면을 제외한 돌출부분을 지지함으로써, 기판플립부(200)의 플립 이후의 추가 회전을 방지하는 구성이면, 어떠한 구성도 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 레이저 광을 통해 기판(1)을 기판처리하는 과정에서, 정밀한 기판처리를 위하여 기판플립부(200)에 안착되는 기판(1)의 외부 공정환경에 따른 흔들림 및 진동을 최소화할 필요가 있다.

따라서, 본 발명에 따른 레이저 가공장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(10)의 하측에 위치하며, 주행축(20)을 지지함으로써, 주행축(20)에 지지되어 설치되는 캐리어(100), 기판플립부(200) 및 기판(1)을 지지하는 지지베이스(30)를 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 지지베이스(30)는, 외부진동을 흡수하고, 안정적인 레이저 가공장치의 유지를 위해서 중량이 큰 석정반 등이 이용될 수 있다.

보다 구체적으로, 챔버(10)의 저면에 형성되는 관통공을 관통하여 주행축(20)을 지지하는 복수의 지지부재(31)가 끝단에 형성되는 확장부분(32)을 통해 지지베이스(30) 상면에 설치될 수 있다.

이 경우, 챔버(10) 내의 진공을 유지하기 위해서 챔버(10)의 저면과 지지베이스(30)의 상면 사이에 지지부재(31)를 감싸도록 벨로우즈(33)가 추가로 설치될 수 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

1: 기판 10: 챔버
100: 캐리어 200: 기판플립부
300: 레이저모듈

Claims (13)

1. 레이저를 이용하는 기판처리를 위한 처리공간(S)이 형성되는 챔버(10)와;
   개구부(160)가 형성되며, 상기 처리공간(S)에 선형이동 가능하게 설치되는 캐리어(100)와;
   상기 캐리어(100)에 대하여 회전가능하도록 상기 개구부(160)에 설치되어 안착되는 기판(1)을 플립하는 기판플립부(200)와;
   상기 기판플립부(200)에 의하여 플립되어 상기 캐리어(100)에 의해 이송되는 상기 기판(1)에 레이저 광을 조사하는 레이저모듈(300)을 포함하며,
   상기 기판플립부(200)는,
   측면에 돌출가능하게 설치되며, 플립 후에 돌출되어 상기 캐리어(100)에 지지됨으로써 상기 기판플립부(200)의 회전을 방지하는 적어도 하나의 돌출핀(210)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기판플립부(200)는,
   내부에 설치되어, 상기 돌출핀(210)을 선형이동 시키는 돌출핀구동부(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 돌출핀구동부(220)는,
   상기 돌출핀(210)에 결합되어 상기 돌출핀(210)을 선형이동 시키는 실린더(222)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 돌출핀(210)은,
   상기 기판플립부(200)의 플립 후에 돌출되어, 상기 캐리어(100)에 가압접촉함으로써, 상기 기판플립부(200)의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 캐리어(100)는,
   상기 기판플립부(200)의 플립 후에 상기 기판플립부(200)의 회전을 방지하도록, 상기 돌출핀(210)이 돌출되어 가압접촉하는 스토퍼부(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 스토퍼부(110)는,
   상기 돌출핀(210)과 접촉하는 접촉면에서 상기 돌출핀(210)과의 마찰력이 증대되도록 마찰력증대수단(115)이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 캐리어(100)는,
   상기 기판플립부(200)의 플립 후에 상기 기판플립부(200)의 회전을 방지하기 위하여, 돌출되는 상기 돌출핀(210)의 상기 캐리어(100) 측 끝단면을 제외한 돌출부분 중 적어도 일부를 지지하도록 구비되는 지지부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 지지부(120)는,
   상기 캐리어(100)의 상부면에 상하이동 가능하도록 설치되며 상기 돌출핀(210)이 지지되는 마운트부(130)와, 상기 마운트부(130)를 상하구동하는 승강구동부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 마운트부(130)는,
   상기 돌출핀(310)이 지지되는 지지면(134)의 횡단면이 'V' 또는 'U' 자 형태인 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 캐리어(100)는,
    X, Y, θ 방향 중 적어도 하나로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
11. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판플립부(200)는,
    상기 기판(1)이 안착되는 기판안착부(230)와, 상기 기판안착부(230)의 마주보는 양 측면에 설치되는 회전축(240)과, 상기 회전축(240)의 끝단에 설치되어 상기 회전축(240)을 회전시키며, 상기 캐리어(100)에 지지되는 적어도 하나의 회전모터(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출핀(210)은, 2개이며,
    2개의 상기 돌출핀(210)들을 잇는 가상의 선이 상기 기판플레이트(200)의 중심을 지나고, 상기 회전축(240)과 수직을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 기판안착부(230)는,
    상기 기판(1)을 정전흡착하는 정전척인 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.

Images