WO2014062034A1 - 레이저 리프트 오프 장치 - Google Patents

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WO2014062034A1
WO2014062034A1 PCT/KR2013/009346 KR2013009346W WO2014062034A1 WO 2014062034 A1 WO2014062034 A1 WO 2014062034A1 KR 2013009346 W KR2013009346 W KR 2013009346W WO 2014062034 A1 WO2014062034 A1 WO 2014062034A1
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WO
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substrate
unit
alignment
laser
susceptor
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PCT/KR2013/009346
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English (en)
French (fr)
Inventor
김대진
조운기
엄승환
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디앤에이 주식회사
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    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination

Definitions

  • the present invention relates to a laser lift off device, and more particularly, to a laser lift off device for separating a substrate and a thin film grown on the substrate.
  • the lift-off process is a process for removing a sapphire substrate after growing a GaN thin film on a sapphire substrate.
  • Various methods such as chemical lift-off and laser lift-off have been studied, but the laser is currently considered in consideration of process stability and productivity.
  • Laser Lift Off (LLO) is widely used.
  • the use range of the laser lift-off has been widened to a process of processing various semiconductor materials.
  • a process of separating a thin film on a substrate using a laser beam is used to form a device such as a vertical light emitting diode (LED) and a flexible display for high power.
  • LED vertical light emitting diode
  • Semiconductor materials for LEDs can be roughly divided into direct transition and indirect transition.
  • energy is released when electrons in the conduction band combine with holes in the valence band.
  • indirect transition type semiconductors such as silicon (Si)
  • this energy is mainly consumed by heat and vibration, so that the luminous efficiency is greatly reduced
  • direct transition type semiconductors such as gallium nitride (GaN)
  • GaN gallium nitride
  • the wavelength of light resulting from the direct transition is determined by the energy bandgap (Eg), which is inherent in semiconductors.
  • the conventional light emitting diode has a horizontal structure, in which an N-type GaN, an active layer of MQW, a P-type GaN, and a transparent electrode are sequentially stacked on a sapphire substrate, and a first electrode is formed on the transparent electrode. Subsequently, the transparent electrode, the P-type GaN, and the MQW layer are selectively etched to form a second electrode on the N-type GaN layer.
  • a horizontal type LED there are many difficulties in producing a high output light emitting diode. An important issue is how to efficiently emit heat and reduce light loss in order to improve the LED from such a structure to a high output, high efficiency LED.
  • the vertical LED is manufactured by finally stacking a GaN-based buffer layer, an N-type GaN, an MQW active layer, a P-type GaN, a reflective layer, and a conductive material on a sapphire substrate, and separating the GaN-based thin film using the conductive material as a support layer.
  • the LLO technique is applied to remove the sapphire substrate, and the LLO technique transmits the laser in the sapphire substrate and absorbs the GaN layer, generates heat at the GaN layer interface, and separates the sapphire substrate from the GaN layer by decomposing the GaN molecular structure.
  • Use the principle of The basic principle of the LLO process is the relationship between the bandgap energy of the material and the photon energy of the laser. It has a bandgap energy of 9.9 eV for sapphire substrate and 3.3 eV for GaN thin film, and is smaller than 9.9 eV for sapphire substrate and less than 3.3 eV for GaN to affect only GaN thin film without affecting sapphire substrate. Lasers with large photon energy should be used.
  • the wavelength of the laser for separating the substrate is determined, and among the commercially available lasers satisfying this, XeCl excimer laser (4.04 eV) having a wavelength of 308 nm, KrF excimer laser (5.02 eV) of 248 nm, and ArF excimer laser (6.45 eV) of 193 nm are determined. ).
  • the LLO device has been studied for many years, but there are some parts that have not been solved for mass production of vertical LEDs.
  • the LLO device in the case of an apparatus for processing a single substrate, there is a problem that requires too much processing time to prevent damage to the substrate due to thermal stress generated when cooling the heat generated in the LLO process. Therefore, there is a demand for the development of a device capable of preventing damage to the substrate by the LLO process while improving the overall throughput.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a laser lift-off device which can improve the processing yield while preventing substrate damage due to thermal stress generated in the process.
  • the laser lift-off apparatus performs a pre-alignment on the basis of a mounting portion on which one or a plurality of cassettes are accommodated and a flat zone of the substrate to be processed.
  • An alignment unit for detecting the recognition mark of the substrate seated on the susceptor moved to a pre-set laser processing position and aligning the substrate, a laser processing unit for irradiating a laser to the substrate on which the recognition mark is detected;
  • a separation unit for separating the substrate cooled by the alignment and cooling unit, and a substrate to be processed from the cassette to be withdrawn to align and cool the substrate.
  • the substrate is pre-aligned by the alignment and cooling unit is mounted on the susceptor provided in the chamber module, the substrate processed by the chamber module is taken out and transferred to the alignment and cooling unit, and the alignment is performed.
  • a loading unit for transferring the substrate cooled by the cooling unit to the separation unit, and storing the separation portion of the substrate separated by the separation unit in the cassette.
  • the chamber module may be rotatably installed within a preset angle range, and includes a rotating panel unit to which the plurality of susceptors are coupled, a driving unit to rotate the rotating panel unit, and the rotating panel unit and the susceptor.
  • a chamber including a cover part formed therethrough so as to cover the upper part and allow the inflow and outflow of the substrate on one side thereof, and an opening formed through the upper surface thereof, and transferring the chamber in a three-axis direction perpendicular to each other. And a transfer stage.
  • the laser lift-off process is continuously performed on a plurality of substrates, so that the cooling of the substrate on which the laser lift-off process is completed and the application of a new laser lift-off process can be simultaneously performed, thereby sequentially sequencing heat generated during the process. Cooling can prevent damage to the substrate due to thermal stress and at the same time improve the throughput.
  • 1 and 2 are respectively a perspective view and a plan view of a preferred embodiment of the laser lift-off device according to the invention
  • 3 and 4 are views for explaining a substrate transfer process by the loading unit 200
  • FIG. 5 and 6 are views showing a detailed configuration of the chamber module 300
  • FIG. 7 is a view showing a rotation state of the susceptor by the driving unit 360
  • FIG. 10 is a view showing a detailed configuration of the upper surface of the susceptor 342,
  • FIG. 11 and 12 are views showing the state of the susceptor 342 according to the process
  • FIG. 13 is a view illustrating a process of mounting a substrate on the susceptor 342,
  • 15 is a diagram illustrating a substrate separation process by the separation unit 600.
  • 1 and 2 are, respectively, a perspective view and a plan view of a preferred embodiment of a laser lift-off device according to the invention.
  • the laser lift-off apparatus includes a loading part 100, a loading part 200, a chamber module 300, a laser processing part 400, an alignment and cooling part 500, and The separator 600 is provided.
  • the stacking unit 100 is equipped with cassettes 110 and 120 in which a plurality of substrates are stored. Two cassettes 110 and 120 are shown in FIGS. 1 and 2 to ensure continuity of the process. That is, when the LLO process for the substrate accommodated in the first cassette 110 is completed, the LLO process for the substrate stored in the second cassette 120 is continuously performed. Then, the first cassette 110 in which the LLO process is completed for all the stored substrates is removed from the loading unit 100 and a new cassette (not shown) is mounted. On the contrary, the substrate on which the LLO is to be performed is mounted only on the first cassette 110 among the two cassettes 110 and 120 mounted on the stacking unit 100, and the stacking unit 100 is not stored in the second cassette 120. ) Can be mounted.
  • the substrate withdrawn from the first cassette 110 and the LLO process is completed is stored in the second cassette 120, and when the LLO process is completed for all the substrates stored in the first cassette 110, the second cassette 120 is completed.
  • the number of cassettes mounted in the stacking unit 100 may vary depending on the configuration of the process, and only one cassette may be mounted.
  • the loading unit 200 is a means for transferring the substrate.
  • One or two robot arms are provided in the loading unit 200 to transfer the substrate to the cassettes 110 and 120, the chamber module 300, the alignment and cooling unit 500, and the separation unit 600 as the process proceeds. Or it is withdrawn from the cassette 110, 120, the chamber module 300, the alignment and cooling unit 500 and the separation unit 600.
  • 3 and 4 are views for explaining a substrate transfer process by the loading unit 200.
  • the loading unit 200 includes two robot arms 220 and 240.
  • the first robot arm 220 has a suction hole formed in the upper surface of the end portion so as to suck and fix the lower surface of the substrate.
  • the second robot arm 240 has a support part 241 formed in a fork shape, and is enlarged in FIG. 4 and is formed in a concave shape in which an upper surface of the support part 241 can accommodate the substrate W1. Grooves are formed.
  • the loading unit 200 having such a structure has an alignment and cooling unit after the first robot arm 220 pulls the substrate W1 from the cassette 120 when the substrate is transferred to the chamber to perform the LLO process. Transfer to (500) (1).
  • the first robot arm 220 loads the substrate W1 pre-aligned by the alignment and cooling unit 500 into the chamber module 300 (2). Meanwhile, when the laser processing is completed, the substrate is transferred by the second robot arm 240. That is, the second robot arm 240 withdraws the substrate W1 on which the laser processing is completed from the chamber module 300 by the second robot arm 240 and transfers the substrate W1 to the alignment and cooling unit 500 (3). In addition, the second robot arm 240 transfers the cooled substrate W1 from the alignment and cooling unit 500 to the separation unit 600, and is separated by the separation unit 600 (in the case of the vertical LED). GaN layer) is transferred to cassette 110 (4).
  • the substrate W1 is removed from the cassette 120 and transferred to the alignment and cooling unit 500.
  • the first robot arm 220 may be used to more securely fix the substrate. Process that does not require the accuracy of the (ie, the chamber module 300 to take out the substrate (W1) and transfer to the alignment and cooling unit 500, or to remove the substrate (W1) from the alignment and cooling unit 500 600, or the second robot arm 240 is used to draw out the separated part from the separating part 600 and transfer the same to the cassette 120.
  • the wafer after the LLO process in the chamber module is separated into two layers, a GaN layer and a sapphire substrate.
  • the substrate separated into two layers is transferred to the first robot arm 220, that is, the adsorption type robot arm, only the substrate disposed below the two layers is adsorbed to the robot arm, and the substrate disposed thereon. Is not fixed at all. Therefore, there is a fear that the substrate of the upper layer slips and is damaged in the process of transferring the substrate.
  • the substrate is transferred using the second robot arm 240 as shown in the present embodiment, the substrate is transported in a state in which the substrate is accommodated in the groove formed in the support part 241, as shown in FIG. Can be transported with.
  • the chamber module 300 is a component that performs laser processing and cooling on the substrate. 5 and 6 are views showing a detailed configuration of the chamber module 300.
  • the chamber module 300 includes a moving stage 310, a substrate processing unit 320, and a cover 330.
  • the substrate processor 320 and the cover 330 constitute a chamber 340.
  • the movement stage 310 is for moving the chamber in three axis directions, that is, X, Y, and Z axes.
  • the moving stage can be constituted by overlapping two linear reciprocating means for reciprocating, for example, linear motors 311 and 312 to form an xy stage, and arranging the linear reciprocating unit 313 in the Z axis direction thereon.
  • the moving stage may be configured in various forms in addition to the linear motor, and the detailed configuration and various modifications of the moving stage 310 may be obvious to those skilled in the art. Detailed description will be omitted.
  • the substrate processing unit 320 includes a plurality of susceptors 342, 344, 346, and 348, a rotating panel unit 350, and a driving unit 360.
  • the substrate to be laser processed is mounted on the susceptors 342, 344, 346, and 348.
  • the susceptors 342, 344, 346, and 348 are provided and arranged at intervals of 90 °, but the number of susceptors may be changed according to process conditions.
  • the plurality of susceptors 342, 344, 346, and 348 are fixed to the rotating panel unit 350, which will be described later, and rotate according to the rotation of the rotating panel unit 350. The detailed structure and function of the susceptor will be described later.
  • the rotating panel unit 350 is capable of loading and unloading the substrate W through a substrate transfer slit 370 formed at one side of the cover 330 at the second initial position (that is, the first susceptor 342). Position 270 ° clockwise and counterclockwise.
  • the rotation panel unit 350 may be configured to rotate at an angle of 360 ° or more in a clockwise or counterclockwise direction with respect to the second initial position, but in this case, each susceptor 342, 344, 346, 348. ), There is a problem that must be configured so that the pipe, signal line, power line, etc. connected to the tangling.
  • the driving unit 360 rotates the rotating panel unit 350 by 90 ° clockwise or by a required angle according to the progress of the process.
  • the operation of the driving unit 360 is performed in conjunction with the transfer operation in the x-y axis direction of the chamber 340 by the moving stage 310.
  • Moving state control of the transfer stage 310 and the driving unit 360 according to the progress of the process is performed by a separate controller (not shown).
  • the substrate processing unit 320 is a robot arm 220, 240 provided in the loading unit 200 at the time of loading and unloading the substrate is disposed in the chamber 340 through the substrate transfer slit 370 It must be moved to a first initial position, which is a position that can be mounted to the susceptors 342, 344, 346, and 348.
  • the susceptor to which the substrate is loaded or unloaded is a substrate transfer slit ( 370 must be moved to a second initial position where the substrate can be loaded or unloaded.
  • the controller controls the positions of the chamber 340 and the susceptor by controlling the movement stage 310 and the driver 360.
  • the chamber 340 and the susceptor have the first initial position and the second initial position, respectively. It must be moved to a location.
  • the movement stage 310 and the driver 360 are driven at the time of performing a process such as alignment of the substrate, laser processing on the substrate, or before or after performing idle operation to transfer the chamber 340 and the susceptor. The alignment process of the substrate will be described later.
  • the cover part 330 covers the side surface and the top surface of the substrate processing unit 320 to block a portion from the outside.
  • a substrate transfer slot 370 is formed on one side of the cover 330 to transfer the substrate.
  • an opening 354 is formed in the upper surface of the cover part to align the substrate and perform laser processing. In this embodiment, the opening 354 is rotated 90 ° clockwise from the center of the substrate transfer slit 370. Is formed at the point.
  • three shower heads 3301, 3302, and 3303 are installed in the cover part at intervals of 90 °, and the opening and the three shower heads are disposed above the four susceptors.
  • Each showerhead sprays cooling gas or cleaning gas downwards toward the substrate disposed on the susceptor.
  • first spray nozzle 3305 and the second spray nozzle 3304 may be further installed in the cover part.
  • the first spray nozzle 3305 is installed on the upper surface of the cover part 330 and sprays gas (air or inert gas) in the horizontal direction toward the opening.
  • gas air or inert gas
  • the gas injected from the first spray nozzle blows up the heat and particles rising through the opening to another place, this problem can be prevented.
  • the second spray nozzle 3304 is installed on the lower surface of the cover part, and at this time, between the shower head 3303 provided on the transfer slit 370 side, and the shower head 3302 disposed at a 90 ° counterclockwise direction from the shower head. Is placed on.
  • the second injection nozzle 3304 injects gas (air or inert gas) toward the substrate transferred from the second cooling position to the second initial position (ie, loading and unloading position) after the laser treatment process and the cooling process are completed. By doing so, particles and the like present on the substrate are removed.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a rotation state of the susceptor by the driving unit 360.
  • the first substrate W1 is formed through the substrate transfer slit 370 in a state where the chamber 340 and the first susceptor 342 are positioned at the first initial position and the second initial position, respectively.
  • the driving unit 360 rotates the rotation panel 350 by 90 ° clockwise to move the first substrate W1 to the third initial position.
  • the third initial position is a position shown in (b) of FIG. 7 and means a position below the opening. The alignment of the first substrate W1 is performed at the third initial position, which will be described later.
  • the moving stage 310 and the driving unit 360 are driven to move the first substrate to the fourth initial position for laser processing.
  • the moving stage 310 is driven in the x-axis and y-axis directions so that the laser emitted from the laser processing unit 400 performs a zigzag scan of the processing region of the first substrate W1, thereby causing the laser to the first substrate W1.
  • Perform the process When the laser processing on the first substrate W1 is completed as described above, the chamber 340 is moved to the first initial position, that is, the position where the substrate can be loaded / unloaded by the moving stage 310.
  • the above-described process is performed again. do.
  • the first substrate W1 is positioned at the first cooling position, which is rotated 90 ° clockwise with respect to the third initial position (FIG. 7 (c))
  • the first susceptor 342 is then switched to a cooling state described later. This process is similarly performed for the third substrate W3 and the fourth substrate W4.
  • the first substrate W1 is positioned at the second cooling position which is rotated 270 ° clockwise with respect to the substrate transfer slit 370.
  • the fourth substrate W4 is transferred to the third initial position at which alignment is to be performed, the first substrate W1 is positioned at a second initial position, that is, at a position where unloading is possible, in a state where laser treatment and cooling treatment are completed. Then, it is withdrawn from the chamber 340 by the loading unit 200 is transferred to the alignment and cooling unit 500.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a detailed configuration of the laser processing unit 400.
  • the laser processor 400 includes a laser emitter 440, a first camera 410, a second camera 420, and a third camera 430.
  • the laser emitter 440 emits the laser generated by the laser generator (not shown) to the substrate W1 transferred to the laser processing position.
  • the sample laser is irradiated to the large zone of the substrate W1 transferred to the laser processing position once or a plurality of times, and then an image obtained by photographing the sample laser irradiation point on the substrate W1 by a separate color camera (not shown) is taken.
  • the laser processing is performed on the substrate W1 when the conditions required for the process are satisfied.
  • the first camera 410, the second camera 420, and the third camera 430 function as alignment means of the substrate.
  • the first camera 410 to the third camera 430, which are alignment means are mounted on the laser processing unit 400, a condition for preventing the laser emitted from the laser emitter 440 from being blocked. If this is satisfactory, these cameras can be installed separately.
  • the first substrate W1 is positioned at the third initial position and the moving stage 310 is moved while the first substrate W1 is photographed by the first camera 410 and the second camera 420 to mark the recognition mark. Detect.
  • the center of the first substrate W1 coincides with the center of the photographing area formed by the first camera 410 and the second camera 420.
  • the first camera 410 and the second camera 420 are high resolution cameras.
  • the two cameras 420 are installed to be movable relative to the first camera 410, and are configured to enable detection of recognition marks for substrates having different sizes.
  • the chamber 340 and the rotating panel unit are moved by the transfer stage 310 and the driving unit 360 based on the detection position of the recognition mark. After moving the 350 to transfer the first substrate W1 to the fourth initial position, laser processing is performed on the first substrate W1.
  • the chamber 340 may be moved by the transfer stage 310 and the driving unit 360.
  • the rotating panel unit 350 to move the first substrate W1 to the photographing area of the third camera 430.
  • the rotating panel unit 350 is rotated up to 180 ° in the clockwise and counterclockwise directions, respectively, by the third camera 430.
  • the entire area of the first substrate W1 is taken.
  • the third camera is preferably configured to be able to zoom in and zoom out.
  • the chamber 340 and the rotating panel unit 350 are moved by the transfer stage 310 and the driving unit 360 based on the detection position of the recognition mark. After the first substrate W1 is transferred to the third initial position, precise alignment by the first camera 410 and the second camera 420 described above is performed.
  • the chamber 340 and the rotating panel unit may be moved by the transfer stage 310 and the driving unit 360 based on the detection position of the recognition mark. 350 is moved to transfer the first substrate W1 to the fourth initial position, and then laser treatment is performed on the first substrate W1.
  • Analysis of the image for detecting the recognition mark is performed by a controller (not shown) or by an alignment unit (not shown) separately provided.
  • the resolution of the first camera 410 to the third camera 430 may be the same or different depending on the accuracy of the alignment required.
  • FIG. 9 is a view showing a detailed configuration of the susceptor 342
  • Figure 10 is a view showing a detailed configuration of the upper surface of the susceptor 342,
  • the susceptor 342 includes a cover part 910, a case part 920, a heater part 930, a cooling plate part 940, a first pipe 950, and a second pipe. 960, a third pipe 970, a fourth pipe 975, a cooling plate transfer part 980, and a heater fixing part 990.
  • the cover part 910 is made of silicon carbide (SiC) and is installed on the heater part 930.
  • the substrate is disposed on the cover 910.
  • 11 is a diagram illustrating a detailed configuration of the cover 910. Referring to FIG. 11, a plurality of first fixing pins 992 is installed on an upper surface of the cover part 910.
  • the cover part 910 is provided with a second fixing pin 994 and a lifting loading pin 996 that can be elevated.
  • a groove 999 is formed on the upper surface of the cover portion 910 to closely adhere the substrate to the upper surface of the cover portion 910, and the shape of the groove has three concentric circles to evenly apply the suction force to the entire area of the substrate. In other words, the intersection between the four concentric circles is made up of straight lines.
  • a plurality of (eg, four) through holes 998 are formed to communicate with the first pipe 950 at equal intervals.
  • One end of the first pipe 950 is screwed with the cover part 910, the other end of the first pipe 950 is connected to the first exhaust pump (not shown), the substrate mounted on the top of the cover part 910 To the cover part 910.
  • each through hole 998 is preferably formed to be inclined in the direction of the center of the concentric circle at a predetermined angle (for example, 45 °) downward.
  • a predetermined angle for example, 45 °
  • the substrate is seated on the substrate in a slightly bent state as described above, it is preferable that the upper surface of the cover portion is provided with a recessed groove is formed, the substrate is to be seated in this groove portion.
  • the cooling plate part 940 is made of a material having a high heat transfer rate (for example, aluminum) and is disposed to be spaced apart from the heater part 930 by a predetermined distance, and is fixed to the case part 920 and the case part 920. Are elevated together.
  • a flow path through which a coolant (for example, nitrogen gas) flows is formed in the cooling plate 940, and one end of the flow path is connected to the second pipe 960 and the other end is connected to the third pipe 970.
  • the second pipe 960 and the third pipe 970 function as a coolant inflow passage and a coolant outlet passage, respectively.
  • the fourth pipe 975 is a pipe for exhausting air in the susceptor 342, and one end of the fourth pipe 975 is inserted into a through hole formed in the lower plate of the case part 920 to susceptor 342. Air in the susceptor 342 flows through the end of the opening when is in the state for cooling. And the other end of the fourth pipe 975 is connected to the second exhaust pump (not shown).
  • the case portion 920 includes a cylindrical portion 9201 and a flange portion 9202.
  • the cylindrical portion 9201 is disposed to surround the cover portion 910, the heater portion 920, and the cooling plater portion 940.
  • the flange portion 9202 extends inward from an upper end of the cylindrical portion 9201, and is disposed as close as possible to the cover portion 910 as shown in FIG. 11, so that gas flows between the flange portion and the cover portion. It is preferable to be prevented.
  • the susceptor 342 having the structure as described above is heated when the substrate is loaded and laser processed (ie, when the susceptor 342 is rotated 90 ° clockwise from the second initial position). It is maintained at the cooling state (ie, when the susceptor 342 is rotated 180 degrees clockwise and counterclockwise 270 degrees from the second initial position).
  • the substrate is cooled to at least 150 ° C. or less when the susceptor 342 is kept cool.
  • 11 and 12 illustrate internal structures when the susceptor 342 is in a heating state and a cooling state, respectively.
  • the cooling plate 940 inside the susceptor 342 is positioned to be spaced apart from the heater 930 by a predetermined distance, and the cooling inside the susceptor 342 in the cooling state.
  • the plate portion 940 is in close contact with the lower portion of the heater 930.
  • the case part 920 accommodates the heater part 930 and the cooling plate part 940.
  • the case part 920 surrounds the heater part 930, and thus heat loss occurs in the heater part due to the flowing gas, thereby lowering the heating rate or causing temperature deviation. Prevent it.
  • the case part 920 when the substrate is cooled, the case part 920 is raised and lowered together with the cooling plate part 940.
  • the case part 920 rises as described above, a gap is generated between the flange part 9202 and the cover part 910 of the case part, and the cooling gas injected from the shower heads 3301 and 3302 through the gap. Flows into the case part 920 and is discharged through the fourth pipe 975.
  • cooling of the substrate and the susceptor may be performed more efficiently by the cooling gas flowing in this way.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a process of mounting a substrate on the susceptor 342.
  • the second fixing pin 994 and the loading pin 996 installed on the cover part 910 protrude upward from the cover part 910.
  • the loading pin 996 is lowered and the substrate W and the cover part 910 through the through hole 998 communicating with the first pipe 950. Air in the grooves formed between the upper surfaces of the exhaust is exhausted and the substrate W is in close contact with the upper surface of the cover portion 910. In addition, the substrate W in close contact with the upper surface of the cover part 910 is prevented from flowing by the second fixing pin 994.
  • the loading pin 996 installed on the cover 910 is raised and lowered, and the substrate is prevented from flowing by the first fixing pin 992.
  • FIG. 14 is a view showing a detailed configuration of the alignment and cooling unit 500.
  • the alignment and cooling unit 500 includes a pre-alignment unit 510 and a cooling unit 520.
  • the pre-alignment portion 510 is formed with a plurality of substrate receiving portions on which substrates of different sizes (for example, 100 mm substrate and 150 mm substrate) can be mounted. For example, when the first to fourth substrates W1 to W4 are being processed in the chamber, the substrate W5 to which the laser processing drawn from the first cassette 110 or the second cassette 120 is to be performed is performed. Loaded into the substrate receiving portion of the pre-alignment portion 510. And pre-alignment is performed by rotating the board
  • the cooling unit 520 includes a plurality of substrate mounting units on which substrates of different sizes may be mounted, and a plurality of cooling slits installed corresponding to the substrate mounting units at the rear of the substrate mounting unit.
  • the number of substrate mounting portions and the number of cooling slits are determined according to the cooling time of the substrate, the substrate processing time in the chamber module 340, and the like. For example, the first substrate W1 drawn out from the chamber module 340 by the loading unit 200 after the processing in the chamber module 340 is completed is loaded into the substrate mounting unit of the cooling unit 520.
  • a coolant for example, nitrogen gas
  • 15 is a diagram illustrating a substrate separation process by the separation unit 600.
  • the substrate W drawn out from the alignment and cooling unit 500 by the loading unit 200 is loaded into the substrate receiving unit 610 of the separation unit 600.
  • a suction means is provided below the substrate accommodating portion 610 to closely contact the lower surface of the substrate W (that is, the upper surface of the GaN layer) downward.
  • the substrate separation unit 620 descends to the substrate W and adheres to the upper surface of the substrate W (that is, the lower surface of the sapphire substrate).
  • the upper surface of the substrate W is pulled toward the substrate separation unit 620 by suction means provided in the separation unit 620.
  • the substrate W is separated into the GaN layer W-1 and the sapphire substrate W-2 by the suction force in the opposite direction by the substrate accommodating part 610 and the substrate separating part 620.
  • the substrate separation unit 620 rises in a state where the separated sapphire substrate W-2 is fixed, and when the substrate collection unit 630 moves below the substrate separation unit 620, the substrate separation unit 620. ), The sapphire substrate W-2 fixed to the substrate separation unit 620 is contained in the substrate collection unit 630 by the suction force.
  • the loading unit 200 may designate a position of the first cassette 110 or the second cassette 120 in which the separated GaN layer W-1 loaded on the substrate receiving unit 610 is located in the mounting unit 100. Store in.
  • the entire LLO process can be automated, and the LLO process can be continuously performed on a plurality of substrates, thereby achieving a high production speed.
  • the substrate is formed by the stress existing on the substrate (that is, the stress existing on the surface where the two layers are bonded, and the substrate is slightly bent by this stress). This can be broken.
  • the laser treatment is performed in a state where the stress is released by heating the substrate with a heater during the laser treatment, the substrate is prevented from being damaged.
  • the substrate is immediately returned to the atmosphere after the laser treatment, there is a risk that the substrate is damaged by a sudden temperature change, but in the present embodiment, after cooling the substrate through the cooling process after the laser treatment, the substrate is returned outside the chamber. Therefore, the substrate is prevented from being damaged by a sudden temperature change.
  • 'first' and 'second' are used to describe various components, but each component should not be limited by these terms. That is, terms such as 'first' and 'second' are used for the purpose of distinguishing one component from another component.
  • a 'first component' may be referred to as a 'second component' without departing from the scope of the present invention, and similarly, the 'second component' may also be called 'first component'.
  • the term 'and / or' is used to mean a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.
  • each of the components shown in each of the drawings are independently shown to represent different characteristic functions in the power generation apparatus according to the present invention, each component is a separate hardware or one software component unit It does not mean that it is done. That is, each component is divided into separate components for convenience of description, and at least two components are combined to form one component, or one component is divided into a plurality of components to perform the same function. Can be. In addition, the integrated and separated embodiments of each of these components are included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
  • some of the components may not be essential components to perform essential functions in the present invention, but may be optional components only for improving performance.
  • the present invention can be implemented with only the components essential for implementing the essentials of the present invention except for the components used for improving the performance, and the structure including only the essential components except for the optional components used for improving the performance. It is included in the scope of the invention.
  • a heater may be further disposed on the substrate accommodating part 610 of the separation part 600. If the heater is disposed in this way, the substrate may be heated to a predetermined temperature (250 ° C. or more) in the process of separating the substrate, and in this case, the substrate cooling process described above may be omitted.
  • a predetermined temperature 250 ° C. or more
  • the substrate cooling process described above may be omitted.
  • the heater is disposed in the substrate accommodating portion as in the present embodiment, it is possible to prevent the substrate from being rapidly cooled and broken even when the substrate is separated. Therefore, in the present embodiment, the step of cooling the substrate to room temperature before separation of the substrate can be omitted, thereby simplifying the configuration of the apparatus and shortening the process time.

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Abstract

레이저 리프트 오프 장치가 개시된다. 장착부에는 복수 개의 기판이 수용되는 하나 또는 복수 개의 카세트가 장착된다. 정렬 및 냉각부는 처리될 기판의 플랫존을 기초로 사전 정렬을 수행하고, 처리가 완료된 기판을 냉각한다. 챔버모듈는 복수 개의 서셉터가 구비되어 서셉터 각각의 위치에 따라 서셉터에 로딩된 기판에 대해 상이한 처리를 수행한다. 정렬부는 사전에 설정되어 있는 레이저 처리 위치로 이송된 서셉터에 로딩된 기판으로부터 인식마크를 검출한다. 레이저 처리부는 인식마크가 검출된 기판에 레이저를 조사한다. 분리부는 정렬 및 냉각부에 의해 냉각된 기판을 분리한다. 본 발명에 따르면, 레이저 리프트 오프 공정이 완료된 기판의 냉각과 새로운 레이저 리프트 오프 공정의 적용을 동시에 진행할 수 있어 공정의 진행 중에 발생한 열을 순차적으로 냉각하여 열응력에 따른 기판의 손상을 방지함과 동시에 처리 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

레이저 리프트 오프 장치
본 발명은 레이저 리프트 오프 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판과 기판 위에 성장시킨 박막의 분리를 위한 레이저 리프트 오프 장치에 관한 것이다.
최근 들어 LCD 백라이트 유닛, 자동차 헤드라이트, 가정용 및 산업용 조명 등 고출력 발광 다이이드의 수요가 많아지게 됨으로써 수평형 LED에서 수직형 LED의 대량 생산에 주력하고 있는 상황에서 기판과 기판 위에 성장시킨 박막을 분리하기 위한 리프트 오프(Lift Off) 공정이 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 이러한 리프트 오프공정은 사파이어 기판에 GaN 박막을 성장시킨 후에 사파이어 기판을 제거하기 위한 공정으로서, 화학적 리프트 오프와 레이저 리프트 오프 등 다양한 방법이 연구되었지만, 현재는 공정의 안정성, 생산성 등을 고려하여 레이저를 이용한 리프트 오프(Laser Lift Off : LLO)가 널리 사용되고 있다.
또한, 근래 들어 엑시머 레이저(Eximaer Laser) 빔의 안정성과 출력이 향상됨에 따라 다양한 반도체 물질을 가공하는 공정으로까지 레이저 리프트 오프의 사용 범위가 넓어지고 있다. 특히 고출력을 위한 수직형 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED), 플렉시블 디스플레이 등과 같은 소자를 형성하기 위해 레이저 빔을 이용하여 기판 위의 박막을 분리하는 공정이 많이 사용되고 있다.
LED용 반도체 재료는 크게 직접 천이형(direct transition)과 간접 천이형(indirect transition)으로 구별할 수 있다. 반도체의 에너지 구조에서 전도대의 전자가 가전자대의 정공과 결합할 때 에너지가 방출하게 된다. 규소(Si) 등 간접천이형 반도체 내에서는 이 에너지는 주로 열과 진동으로 소모되어 발광 효율이 크게 저하되는 반면, 질화갈륨 (GaN) 등 직접천이형 반도체에서는 전자와 정공의 재결합시 발생하는 에너지가 모두 발광 형태로 나타나기 때문에 LED를 구성하기 위한 적합한 재료라고 볼 수 있다. 직접천이로부터 발생하는 빛의 파장은 반도체의 고유한 특성인 에너지 밴드갭 (Eg)에 따라 결정된다.
한편, 종래의 발광다이오드는 수평형 구조로서 사파이어 기판 위에 N형 GaN, MQW의 활성층, P형 GaN, 투명 전극이 순차적으로 적층되며, 투명 전극 위로 제 1전극이 형성된다. 그리고 이어 투명 전극, P형 GaN 및 MQW층을 선택적으로 식각을 하여 N형 GaN층 위에 제 2전극을 형성하는데 이러한 수평형 LED에서는 고출력 발광다이오드를 생산하는데 많은 어려움이 있다. 이러한 구조의 LED에서 고출력, 고효율의 LED로 개선하기 위해 발생되는 열을 효율적으로 방출하고 광손실을 얼마나 줄일 수 있는가가 중요한 이슈로 제기 되고 있다.
따라서, 기존의 수평형 LED에서 가지고 있는 단점과 구동 중에 발생되는 열을 효율적으로 방출하기 위해 사파이어 기판이 없는 수직형 LED에 대한 연구가 수행되었고, 현재는 수직형 LED가 대량 생산되고 있다. 이러한 수직형 LED는 사파이어 기판 위에 GaN 계열의 버퍼층, N형 GaN, MQW의 활성층, P형 GaN, 반사층 및 전도성 물질을 마지막으로 적층하고 전도성 물질을 지지층으로 하여 GaN계열의 박막을 분리하여 제조된다. 이때 사파이어 기판을 제거하기 위해 LLO 기법이 적용되며, LLO 기법은 사파이어 기판에서 레이저는 투과하고 GaN층에서 흡수하여, GaN층 계면에 열이 발생하고 GaN 분자 구조를 분해시킴으로써 사파이어 기판과 GaN층을 분리하는 원리를 이용한다. LLO 공정의 기본적 원리는 물질의 밴드갭 에너지와 레이저의 광자 에너지와의 관계에 있다. 사파이어 기판의 경우는 9.9eV, GaN 박막의 경우 3.3eV의 밴드갭 에너지를 가지고 있으며, 사파이어 기판에 영향을 주지 않고 GaN 박막에만 영향을 주기 위해서, 사파이어 기판의 9.9eV보다는 작고, GaN의 3.3eV 보다는 큰 광자에너지를 가지는 레이저를 사용해야 한다. 기판을 분리하기 위한 레이저의 파장을 결정되어지며, 이를 만족하는 상용 레이저 중에는 308nm의 파장을 갖는 XeCl 엑시머 레이저(4.04eV), 248nm의 KrF 엑시머 레이저(5.02eV), 193nm의 ArF 엑시머 레이저(6.45eV) 등이 있다.
그러나 이상에서 설명한 바와 같이 수년간에 걸쳐 LLO 장치의 연구가 진행되었으나, 아직까지 수직형 LED의 대량 생산을 위해 해결되고 있지 않은 부분이 있다. 특히 하나의 기판을 처리하는 장치의 경우 LLO 공정에서 발생하는 열을 냉각할 때 발생하는 열응력에 따른 기판의 손상을 방지하기 위해 처리 시간이 지나치게 많이 필요한 문제가 있다. 따라서 전체적인 처리 수율을 향상시키면서 LLO 공정에 따른 기판의 손상을 방지할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공정에서 발생하는 열응력에 따른 기판 손상을 방지하면서 처리 수율을 향상시킬 수 있는 레이저 리프트 오프 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 레이저 리프트 오프 장치는, 복수 개의 기판이 수용되는 하나 또는 복수 개의 카세트가 장착되는 장착부와, 처리될 기판의 플랫존을 기초로 사전 정렬을 수행하고, 처리가 완료된 기판을 냉각하는 정렬 및 냉각부와, 기판이 안착되는 복수 개의 서셉터가 구비되어 있으며, 상기 서셉터의 위치가 변경되도록 이동가능하게 설치되는 챔버모듈과, 상기 복수의 서셉터 중 사전에 설정되어 있는 레이저 처리 위치로 이동된 서셉터에 안착되어 있는 기판의 인식마크를 검출하여 상기 기판을 정렬하는 정렬부와, 상기 인식마크가 검출된 기판에 레이저를 조사하는 레이저 처리부와, 상기 정렬 및 냉각부에 의해 냉각된 기판을 분리하는 분리부와, 상기 카세트로부터 처리될 기판을 인출하여 상기 정렬 및 냉각부로 이송하고, 상기 정렬 및 냉각부에 의해 사전 정렬된 기판을 상기 챔버모듈에 구비된 서셉터에 장착하며, 상기 챔버모듈에 의해 처리가 완료된 기판을 인출하여 상기 정렬 및 냉각부로 이송하고, 상기 정렬 및 냉각부에 의해 냉각된 기판을 상기 분리부로 이송하고, 상기 분리부에 의해 분리된 기판의 분리부분을 상기 카세트에 수납하는 로딩부를 포함하며,
상기 챔버모듈은, 사전에 설정되어 있는 각도 범위내에서 회전 가능하게 설치되며 상기 복수 개의 서셉터가 결합되는 회전패널부와, 상기 회전패널부를 회전시키는 구동부와, 상기 회전패널부와 상기 서셉터를 상부에서 덮어 수용하며 일측면에 기판의 유입 및 유출이 가능하도록 이송슬릿이 관통 형성되어 있고 상면에 개구부가 관통 형성되어 있는 커버부를 포함하는 챔버와, 상기 챔버를 서로 직교하는 3축 방향으로 이송하는 이송 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 레이저 리프트 오프 공정을 복수 개의 기판에 대해 연속적으로 수행하여, 레이저 리프트 오프 공정이 완료된 기판의 냉각과 새로운 레이저 리프트 오프 공정의 적용을 동시에 진행할 수 있어 공정의 진행 중에 발생한 열을 순차적으로 냉각하여 열응력에 따른 기판의 손상을 방지함과 동시에 처리 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 따른 레이저 리프트 오프 장치에 대한 바람직한 실시예의 사시도 및 평면도,
도 3 및 도 4는 로딩부(200)에 의한 기판 이송 과정을 설명하기 위한 도면,
도 5 및 도 6은 챔버모듈(300)의 상세한 구성을 도시한 도면,
도 7은 구동부(360)에 의한 서셉터의 회전 상태를 도시한 도면,
도 8은 레이저 처리부(400)의 상세한 구성을 도시한 도면,
도 9는 서셉터(342)의 상세한 구성을 도시한 도면,
도 10은 서셉터(342) 상면의 상세한 구성을 도시한 도면,
도 11과 도 12는 공정에 따른 서셉터(342)의 상태를 도시한 도면,
도 13은 서셉터(342)에 기판을 장착하는 과정을 도시한 도면,
도 14는 정렬 및 냉각부(500)의 상세한 구성을 도시한 도면, 그리고,
도 15는 분리부(600)에 의한 기판 분리 과정을 도시한 도면이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 리프트 오프 장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 따른 레이저 리프트 오프 장치에 대한 바람직한 실시예의 사시도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 리프트 오프 장치는 적재부(100), 로딩부(200), 챔버모듈(300), 레이저 처리부(400), 정렬 및 냉각부(500) 및 분리부(600)를 구비한다.
적재부(100)에는 복수 개의 기판이 수납된 카세트(110, 120)가 장착된다. 도 1 및 도 2에는 두 개의 카세트(110, 120)이 도시되어 있으며, 이는 공정의 연속성을 보장하기 위함이다. 즉, 제1카세트(110)에 수납되어 있는 기판에 대한 LLO 공정이 완료되면, 제2카세트(120)에 수납되어 있는 기판에 대한 LLO 처리가 연속적으로 수행된다. 그리고 수납되어 있던 기판 모두에 대해 LLO 처리가 완료된 제1카세트(110)는 적재부(100)로부터 제거되고 새로운 카세트(미도시)가 장착된다. 이와 달리 적재부(100)에 장착된 두 개의 카세트(110, 120) 중 제1카세트(110)에만 LLO가 수행될 기판이 장착되고 제2카세트(120)에는 기판이 수납되지 않고 적재부(100)에 장착될 수 있다. 이때 제1카세트(110)로부터 인출되어 LLO 처리가 완료된 기판은 제2카세트(120)에 수납되고, 제1카세트(110)에 수납되어 있는 기판 모두에 대해 LLO 처리가 완료되면 제2카세트(120)를 적재부(100)로부터 제거하고 새로운 카세트(미도시)가 제2카세트(120) 자리에 장착되어 이후의 공정이 진행될 수 있다. 이와 같이 적재부(100)에 장착되는 카세트의 수는 공정의 구성에 따라 달라질 수 있으며, 하나의 카세트만 장착될 수도 있다.
로딩부(200)는 기판을 이송하는 수단이다. 이러한 로딩부(200)에는 하나 또는 두 개의 로봇암이 구비되어 기판을 공정 진행에 따라 카세트(110, 120), 챔버모듈(300), 정렬 및 냉각부(500) 및 분리부(600)로 이송하거나 카세트(110, 120), 챔버모듈(300), 정렬 및 냉각부(500) 및 분리부(600)로부터 인출한다.
도 3 및 도 4는 로딩부(200)에 의한 기판 이송 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 로딩부(200)에는 두 개의 로봇암(220, 240)이 구비된다. 이때 제1로봇암(220)은 기판의 하면을 흡착하여 고정할 수 있도록 단부의 상면에 흡입공이 형성되어 있다. 그리고, 제2로봇암(240)은 포크 형태로 이루어진 지지부(241)를 가지며, 도 4에 확대되어 표시된 바와 같이 이 지지부(241)의 상면에는 기판(W1)이 수용될 수 있는 오목하게 형성되는 홈부가 형성되어 있다. 이와 같은 구조로 이루어진 로딩부(200)는 LLO 공정을 수행하기 위해 기판을 챔버로 이송할 때, 제1로봇암(220)이 기판(W1)을 카세트(120)로부터 인출한 후 정렬 및 냉각부(500)로 이송한다(①). 그리고 제1로봇암(220)은 정렬 및 냉각부(500)에서 사전 정렬된 기판(W1)을 챔버모듈(300)로 로딩한다(②). 한편 레이저 처리가 완료되면 제2로봇암(240)에 의해 기판이 이송된다. 즉, 제2로봇암(240)은 레이저 처리가 완료된 기판(W1)을 제2로봇암(240)에 의해 챔버모듈(300)로부터 인출하여 정렬 및 냉각부(500)로 이송한다(③). 그리고 제2로봇암(240)은 정렬 및 냉각부(500)에서 냉각이 완료된 기판(W1)을 분리부(600)로 이송하고, 분리부(600)에 의해 분리된 부분(수직형 LED의 경우 GaN 층)을 카세트(110)로 이송한다(④).
이와 같이 서로 다른 구조의 로봇암(220, 240)을 이용할 경우에 정렬의 정확도가 요구되는 공정(즉, 카세트(120)로부터 기판(W1)을 인출하여 정렬 및 냉각부(500)로 이송하거나, 정렬 및 냉각부(500)로부터 기판(W1)을 인출하여 챔버모듈(300)로 이송할 때)의 수행시에는 기판을 보다 확실하게 고정할 수 있는 제1로봇암(220)을 이용하고, 정렬의 정확도가 불필요한 공정(즉, 챔버모듈(300)로부터 기판(W1)을 인출하여 정렬 및 냉각부(500)로 이송하거나, 정렬 및 냉각부(500)로부터 기판(W1)을 인출하여 분리부(600)로 이송하거나, 분리부(600)로부터 분리된 부분을 인출하여 카세트(120)로 이송할 때)에는 제2로봇암(240)을 이용하게 된다.
특히, 챔버모듈에서 LLO 공정이 끝난 웨이퍼는 두 개의 층, 즉 GaN 층과 사파이어 기판으로 분리된다. 그런데, 이와 같이 두 개의 층으로 분리된 기판을 제1로봇암(220) 즉 흡착 방식의 로봇암으로 이송하면, 두 개의 층 중 아래에 배치된 기판만이 로봇암에 흡착되고, 위에 배치된 기판은 전혀 고정되지 않는다. 따라서, 기판을 이송하는 과정에서 위 층의 기판이 미끄러져 파손될 우려가 있다.
하지만, 본 실시예와 같이 제2로봇암(240)을 이용하여 기판을 이송하면, 도 4에 확대되어 도시된 바와 같이 기판이 지지부(241)에 형성된 홈부에 수용된 상태에서 이송되므로, 기판을 안정적으로 이송할 수 있다.
챔버모듈(300)은 기판에 대한 레이저 처리와 냉각을 수행하는 구성요소이다. 도 5 및 도 6은 챔버모듈(300)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 챔버모듈(300)은 이동 스테이지(310), 기판 처리부(320) 및 커버(330)로 구성된다. 기판 처리부(320)와 커버(330)는 챔버(340)를 구성한다. 이동 스테이지(310)는 챔버를 3축 방향, 즉 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 이동 스테이지는 왕복 이동하는 두 개의 직선 왕복 이송 수단, 예를 들어 리니어 모터(311,312)를 겹쳐서 xy 스테이지를 형성하고, 그 위에 Z축 방향으로 직선 왕복 이송 유닛(313)을 배치함으로써 구성할 수 있다. 한편, 이동 스테이지는 리니어 모터 이외에도 다양한 형태의 구성이 가능하며, 이동 스테이지(310)의 상세한 구성과 다양한 변형례는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 자명하게 알 수 있는 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.
기판 처리부(320)는 복수의 서셉터(342, 344, 346, 348), 회전패널부(350) 및 구동부(360)로 구성된다.
복수의 서셉터(342, 344, 346, 348)의 상부에는 레이저 처리될 기판이 장착된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 서셉터는 4 개가 구비되어 90° 간격으로 배치되어 있으나, 공정 조건에 따라 서셉터의 개수는 변경될 수 있다. 이러한 복수의 서셉터(342, 344, 346, 348)는 후술하는 회전패널부(350)에 고정되어 회전패널부(350)의 회전에 따라 회전한다. 서셉터의 상세한 구조 및 기능은 후술한다.
회전패널부(350)는 제2초기위치(즉, 제1서셉터(342)에 커버(330)의 일 측면에 형성된 기판이송슬릿(370)을 통해 기판(W)의 로딩 및 언로딩이 가능한 위치)를 기준으로 시계방향 및 반시계방향으로 270° 회전된다. 물론 회전패널부(350)가 제2초기위치를 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 360° 또는 그 이상의 각도로 회전하도록 구성할 수 있으나, 이 경우 각각의 서셉터(342, 344, 346, 348)에 연결된 파이프, 신호선, 전원선 등이 엉키지 않도록 구성하여야 하는 문제가 있다.
구동부(360)는 회전패널부(350)를 공정의 진행 상황에 따라 회전패널부(350)를 시계방향으로 90°씩 회전시키거나 필요한 각도만큼 회전시킨다. 이러한 구동부(360)의 동작은 이동 스테이지(310)에 의한 챔버(340)의 x-y 축방향으로의 이송동작과 연동하여 수행된다. 공정의 진행에 따른 이송 스테이지(310)와 구동부(360)의 이동상태제어는 별도의 제어부(미도시)에 의해 수행된다.
한편, 기판처리부(320)는 기판의 로딩과 언로딩시에 로딩부(200)에 구비된 로봇암(220, 240)이 기판이송슬릿(370)을 통해 기판을 챔버(340)의 내부에 배치된 서셉터(342, 344, 346, 348)에 장착할 수 있는 위치인 제1초기위치로 이동되어야 한다. 또한 챔버(340)가 제1초기위치로 이동된 상태에서 챔버(340)의 내부에 배치된 서셉터(342, 344, 346, 348) 중에서 기판이 로딩 또는 언로딩될 서셉터는 기판이송슬릿(370)을 통해 기판을 로딩 또는 언로딩할 수 있는 위치인 제2초기위치로 이동되어야 한다.
그리고, 제어부(미도시)는 이동 스테이지(310)와 구동부(360)를 제어함으로써, 챔버(340)와 서셉터의 위치를 제어한다. 한편 기판에 대한 레이저 처리 및 냉각이 완료된 기판을 챔버(340)로부터 언로딩한 이후에 새로운 기판을 챔버(340)로 로딩할 때 챔버(340)와 서셉터는 각각 제1초기위치와 제2초기위치로 이동되어야 한다. 그리고 이동 스테이지(310)와 구동부(360)는 기판의 정렬, 기판에 대한 레이저 처리 등의 공정 수행시 또는 공전 수행 전후에 구동되어 챔버(340)와 서셉터를 이송시킨다. 기판의 정렬 과정은 후술한다.
커버부(330)는 기판 처리부(320)의 측면과 상면을 덮어 외부와 일정부분 차단한다. 이러한 커버부(330)의 일측면에는 기판을 이송하기 위한 기판이송슬롯(370)이 형성된다. 그리고, 커버부 상면에는 기판의 정렬과 레이저 처리를 수행할 수 있도록 개구부(354)가 관통 형성되는데, 본 실시예의 경우 개구부(354)는 기판이송슬릿(370)의 중심으로부터 시계방향으로 90° 회전된 지점에 형성된다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 커버부에는 3개의 샤워헤드(3301,3302,3303)가 90° 간격으로 설치되어 있으며, 개구부와 3개의 샤워헤드는 4개의 서셉터의 상방에 배치된다. 각 샤워헤드는 서셉터 상에 배치된 기판을 향하여 하방으로 냉각 가스 또는 클리닝 가스를 분사한다.
또한, 커버부에는 제1분사노즐(3305) 및 제2분사노즐(3304)이 더 설치될 수 있다.
제1분사노즐(3305)은 커버부(330)의 상면에 설치되며, 개구부를 향하여 수평 방향으로 가스(공기 또는 불활성 기체)를 분사한다. 제1분사노즐의 목적에 관하여 설명하면, LLO 공정시 기판으로 조사된 레이저에 의해 발생한 열(뜨거운 공기)이나 파티클이 개구부를 통해 상승하여 개구부 상방에 배치된 레이저 방출부(440)를 오염시키는 문제가 발생할 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 제1분사노즐에서 분사된 가스가 개구부를 통해 상승하는 열과 파티클을 다른 곳으로 날려버리므로 이와 같은 문제를 방지할 수 있다.
제2분사노즐(3304)은 커버부의 하면에 설치되는데, 이때 이송슬릿(370)쪽에 설치된 샤워헤드(3303)와, 이 샤워헤드로부터 반시계방향으로 90° 위치에 배치된 샤워헤드(3302) 사이에 배치된다. 제2분사노즐(3304)은 레이저 처리공정 및 냉각공정이 완료된 후 제2냉각위치로부터 제2초기위치(즉, 로딩 및 언로딩 위치)로 이송되는 기판을 향하여 가스(공기 또는 불활성 기체)를 분사함으로써 기판상에 존재하는 파티클 등을 제거한다.
도 7은 구동부(360)에 의한 서셉터의 회전 상태를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 챔버(340) 및 제1서셉터(342)가 각각 제1초기위치 및 제2초기위치에 위치하는 상태에서 기판이송슬릿(370)을 통해 제1기판(W1)이 제1서셉터(342)에 로딩된다(도 7의 (a)) 이후, 구동부(360)가 회전패널부(350)를 시계방향으로 90° 회전시켜 제1기판(W1)을 제3초기위치로 이송한다. 여기서, 제3초기위치란 도 7의 (b)에 도시된 위치로, 개구부 하방의 위치를 의미한다. 그리고, 제3초기위치에서 제1기판(W1)에 대한 정렬이 수행되는데, 정렬 방식에 관해서는 후술한다.
제1기판(W1)의 정렬이 완료되면, 이동 스테이지(310)와 구동부(360)를 구동하여 제1기판을 레이저 처리를 위한 제4초기위치로 이동한다. 다음으로 이동 스테이지(310)를 x축 및 y축 방향으로 구동하여 레이저 처리부(400)로부터 방출된 레이저가 제1기판(W1)의 처리 영역을 지그재그 스캔하도록 하여 제1기판(W1)에 대한 레이저 처리를 수행한다. 이와 같이 제1기판(W1)에 대한 레이저 처리가 완료되면, 이동 스테이지(310)에 의해 챔버(340)가 제1초기위치, 즉 기판의 로딩/언로딩이 가능한 위치로 이동된다. 그리고 제2서셉터(344)가 제2초기위치에 위치하는 상태에서 기판이송슬릿(370)을 통해 제2기판(W2)이 제2서셉터(344)에 로딩되면, 상술한 과정이 재차 수행된다. 이때 제2기판(W2)이 정렬을 위한 제3초기위치로 이송되면 제1기판(W1)은 제3초기위치에 대해 시계방향으로 90° 회전된 지점인 제1냉각위치에 위치하게 되며(도 7의 (c) 참조), 이어서 제1서셉터(342)는 후술하는 냉각상태로 전환된다. 이와 같은 과정은 제3기판(W3) 및 제4기판(W4)에 대해서도 동일하게 수행된다. 이때, 제3기판(W3)이 제3초기위치로 이송되면 제1기판(W1)은 기판이송슬릿(370)에 대해 시계방향으로 270° 회전된 지점인 제2냉각위치에 위치하게 된다. 그리고, 제4기판(W4)이 정렬이 수행될 제3초기위치로 이송되면 제1기판(W1)은 레이저 처리 및 냉각 처리가 완료된 상태로 제2초기위치, 즉 언로딩이 가능한 위치에 위치되며, 이후 로딩부(200)에 의해 챔버(340)로부터 인출되어 정렬 및 냉각부(500)로 이송된다.
도 8은 레이저 처리부(400)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 레이저 처리부(400)는 레이저 방출부(440), 제1카메라(410), 제2카메라(420) 및 제3카메라(430)로 구성된다.
레이저 방출부(440)는 레이저 발생장치(미도시)에 의해 발생된 레이저를 레이저 처리위치로 이송된 기판(W1)으로 방출한다. 이때 레이저 처리 위치로 이송된 기판(W1)의 대드존에 샘플 레이저를 일 회 또는 복수 회 조사한 후 별도로 구비된 컬러 카메라(미도시)에 의해 기판(W1) 상의 샘플 레이저 조사지점을 촬영한 영상을 분석하여 레이저의 스팟 크기, 균일도, 안정도, 에너지 밀도 등을 검사한 후 공정에 요구되는 조건이 충족되면 기판(W1)에 대한 레이저 처리를 진행한다. 레이저 발생장치의 상세한 구성, 레이저 발생장치에 의해 발생된 레이저를 레이저 방출부(440)로 전달하기 위한 광학계의 구성 및 레이저 방출부(440)로부터 방출된 레이저에 의한 리프트 오프 원리 등은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 익히 알 수 있는 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.
제1카메라(410), 제2카메라(420) 및 제3카메라(430)는 기판의 정렬수단으로 기능한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 레이저 처리부(400)에 정렬수단인 제1카메라(410) 내지 제3카메라(430)가 장착되어 있으나, 레이저 방출부(440)로부터 방출되는 레이저를 차단하지 않도록 하는 조건이 만족되면 이들 카메라를 별도로 분리하여 설치할 수도 있다.
이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 기판의 정렬 과정에 대해 설명한다.
제1기판(W1)을 제3초기위치에 위치시키고 이동 스테이지(310)를 이동시키면서, 제1카메라(410)와 제2카메라(420)에 의해 제1기판(W1)을 촬영하여 인식 마크를 검출한다. 이때 제1기판(W1)의 중심이 제1카메라(410)와 제2카메라(420)에 의해 형성되는 촬영영역의 중심과 일치되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 제1카메라(410)와 제2카메라(420)는 고해상도의 카메라가 사용된다. 또한, 2카메라(420)는 제1카메라(410)를 기준으로 이동가능하게 설치되어 크기가 상이한 기판에 대한 인식마크의 검출이 가능하도록 구성된다.
그리고, 제1카메라(410)와 제2카메라(420)에 의해 인식마크가 검출되면 인식마크의 검출위치를 기준으로 이송 스테이지(310)와 구동부(360)에 의해 챔버(340)와 회전패널부(350)를 이동시켜 제1기판(W1)을 제4초기위치로 이송한 후 제1기판(W1)에 대해 레이저 처리를 수행한다.
이와 달리, 제1카메라(410)와 제2카메라(420)가 촬영한 영상으로부터 제1기판(W1) 상의 인식마크가 검출되지 않으면, 이송 스테이지(310)와 구동부(360)에 의해 챔버(340)와 회전패널부(350)를 이동시켜 제1기판(W1)을 제3카메라(430)의 촬영영역으로 이동시킨다. 그리고 제1기판(W1)이 제3카메라(430)의 촬영영역으로 이동된 이후 회전패널부(350)를 시계방향 및 반시계방향으로 각각 최대 180°까지 회전시키면 제3카메라(430)에 의해 제1기판(W1)의 전체 영역을 촬영한다. 이때, 제3카메라는 줌인 및 줌아웃 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이상의 과정에 의해 제1기판(W1) 상의 인식 마크가 검출되면, 인식마크의 검출위치를 기준으로 이송 스테이지(310)와 구동부(360)에 의해 챔버(340)와 회전패널부(350)를 이동시켜 제1기판(W1)을 제3초기위치로 이송한 후 앞서 설명한 제1카메라(410)와 제2카메라(420)에 의한 정밀정렬을 수행한다. 그리고 제1카메라(410)와 제2카메라(420)에 의해 인식마크가 검출되면 인식마크의 검출위치를 기준으로 이송 스테이지(310)와 구동부(360)에 의해 챔버(340)와 회전패널부(350)를 이동시켜 제1기판(W1)을 제4초기위치로 이송한 후 제1기판(W1)에 대해 레이저 처리를 수행한다.
이와 같은 인식 마크의 검출을 위한 영상의 분석 동작은 제어부(미도시)에 의해 수행되거나 별도로 구비된 정렬부(미도시)에 의해 수행된다. 한편, 제1카메라(410) 내지 제3카메라(430)의 해상도는 요구되는 정렬의 정확도에 따라 서로 동일하거나 달라질 수 있다.
도 9는 서셉터(342)의 상세한 구성을 도시한 도면이고, 도 10은 서셉터(342) 상면의 상세한 구성을 도시한 도면이며, 도 11과 도 12는 공정에 따른 서셉터(342)의 상태를 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 서셉터(342)는 덮개부(910), 케이스부(920), 히터부(930), 냉각 플레이트부(940), 제1파이프(950), 제2파이프(960), 제3파이프(970), 제4파이프(975), 냉각 플레이트 이송부(980) 및 히터 고정부(990)로 구성된다.
덮개부(910)은 실리콘카바이드(SiC)로 구성되어 히터부(930)의 상부에 설치된다. 그리고 덮개부(910)의 상부에는 기판이 배치된다. 도 11은 덮개부(910)의 상세한 구성을 도시한 도면이다. 도 11을 참조하면, 덮개부(910)의 상면에는 복수 개의 제1고정핀(992)이 설치된다. 또한 덮개부(910)에는 승강가능한 제2고정핀(994)과 승강가능한 로딩핀(996)이 설치된다. 나아가 덮개부(910)의 상면에는 기판을 덮개부(910)의 상면에 밀착시키기 위한 홈(999)이 형성되어 있으며, 홈의 형태는 기판의 전체 영역에 고르게 흡인력이 작용하도록 하기 위해 3개의 동심원, 동심원을 4등분하는 서로 교차는 직선으로 구성된다. 그리고 가장 내측에 형성된 동심원에는 동일한 간격으로 제1파이프(950)와 연통되도록 복수 개(예를 들면, 4 개)의 통공(998)이 형성되어 있다. 제1파이프(950)의 일단은 덮개부(910)와 나사결합되며, 제1파이프(950)의 타단은 제1배기펌프(미도시)와 연결되어 덮개부(910)의 상부에 장착된 기판을 덮개부(910)에 밀착시킨다.
이때, 도 13에 도시된 바와 같이 각각의 통공(998)은 하방으로 일정한 각도(예를 들면, 45°)로 동심원의 중심방향으로 경사지게 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 통공(998)을 경사지게 형성하는 이유에 관하여 설명하면, LLO 처리를 위해 반입되는 기판은 응력에 의해 살짝 휘어진 상태이다. 참고로, 도 13에서는 편의상 기판의 가장자리부만 휘어진 것으로 도시하였으나, 실제로는 기판이 전체적으로 살짝 휘어진 상태이다. 그리고, 이와 같이 기판이 휘어진 상태이기 때문에, 통공을 수직하게 형성하면 기판을 흡인력으로 흡착할 때 기판이 제자리에서 회전하게 되는 문제점이 발생할 수 있다. 하지만, 본 실시예와 같이 통공(998)을 경사지게 형성하면 기판이 제자리에서 회전되는 문제점을 방지하면서, 보다 더 안정적으로 기판을 덮개부(910)의 상면에 고정시킬 수 있다.
이때, 앞서 언급한 바와 같이 기판이 살짝 휘어진 상태로 기판에 안착되기 때문에, 덮개부의 상면에는 오목하게 형성되는 홈부가 마련되는 것이 바람직하며, 기판은 이 홈부에 안착되게 된다.
히터부(930)는 덮개부(910)의 하면에 밀착되며, 덮개부(910)의 상면에 장착된 기판을 공정온도(예를 들면, 250 ℃ 내지 300 ℃)까지 승온시킨다. 이를 위해 히터부(930)는 원통형의 실리콘 카바이드 내부에 열선이 매설되어 있는 구조를 가지며, 히터 고정부(990)에 의해 덮개부(910)에 밀착된다.
냉각 플레이트부(940)는 열전달율이 높은 재질(예를 들면, 알루미늄)으로 제작되어 히터부(930)의 하부에 일정거리 이격되어 배치되며, 케이스부(920)에 고정되어 케이스부(920)와 함께 승강된다. 냉각 플레이트부(940)의 내부에는 냉각제(예를 들면, 질소가스)가 흐르는 유로가 형성되어 있으며, 유로의 일단은 제2파이프(960)와 연결되고 타단은 제3파이프(970)와 연결된다. 이때 제2파이프(960)와 제3파이프(970)는 각각 냉매 유입통로 및 냉매 유출통로로 기능한다.
제4파이프(975)는 서셉터(342) 내부의 공기를 배기하기 위한 파이프로서, 제4파이프(975)의 일단은 케이스부(920)의 하부판에 형성된 관통공에 삽입되어 서셉터(342)가 냉각을 위한 상태에 있을 때 일단의 개구를 통해 서셉터(342) 내부의 공기가 유입된다. 그리고 제4파이프(975)의 타단은 제2배기펌프(미도시)에 연결된다.
케이스부(920)는 원통부(9201)와 플랜지부(9202)를 포함한다. 원통부(9201)는 덮개부(910), 히터부(920) 및 냉각 플레이터부(940)를 감싸도록 배치된다. 플랜지부(9202)는 원통부(9201)의 상단으로부터 내측 방향으로 연장 형성되는데, 이때 도 11에 도시된 바와 같이 덮개부(910)와 최대한 근접하게 배치되어, 플랜지부와 덮개부 사이로 가스가 유입되는 것이 방지되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 서셉터(342)는 기판의 로딩시와 레이저 처리시(즉, 서셉터(342)가 제2초기위치로부터 시계방향으로 90° 회전된 위치에 있을 때)에는 가열상태로 유지되고, 냉각 처리시(즉, 서셉터(342)가 제2초기위치로부터 시계방향으로 180° 및 반시계방향으로 270° 회전된 위치에 있을 때)에는 냉각상태로 유지된다. 서셉터(342)가 냉각상태로 유지될 때 기판은 적어도 150 ℃ 이하로 냉각된다. 도 11과 도 12는 각각 서셉터(342)가 가열상태 및 냉각상태일 때의 내부 구조를 도시한 도면이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 가열상태에서 서셉터(342) 내부의 냉각 플레이트부(940)는 히터부(930)와 일정거리 이격되어 위치하며, 냉각상태에서 서셉터(342) 내부의 냉각 플레이트부(940)는 히터부(930)의 하부에 밀착된다. 이때 서셉터(342)가 냉각상태로 유지될 때 제4파이프(975)를 통한 배기가 수행되며, 냉각 플레이트부(940)의 내부 유로를 통해 냉매가 흐르게 된다.
케이스부(920)는 히터부(930)와 냉각 플레이트부(940)를 수용한다. 기판의 가열시 도 11에 도시된 바와 같이 케이스부(920)는 히터부(930)를 감싸며, 이에 따라 유동하는 가스에 의해 히터부에 열손실이 발생하여, 가열 속도가 저하되거나 온도 편차가 발생되는 것을 방지한다.
그리고, 기판의 냉각시 도 12에 도시된 바와 같이 케이스부(920)는 냉각 플레이트부(940)와 함께 승강한다. 그리고, 이와 같이 케이스부(920)가 상승하면, 케이스부의 플랜지부(9202)와 덮개부(910) 사이에 틈이 발생하게 되고, 이 틈을 통해 샤워헤드(3301,3302)에서 분사된 냉각 가스가 케이스부(920) 내부로 유동한 후 제4파이프(975)를 통해 배출된다. 그리고, 이와 같이 유동되는 냉각 가스에 의해 기판 및 서셉터의 냉각이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.
도 13은 서셉터(342)에 기판을 장착하는 과정을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 작은 크기의 기판(W)이 로딩될 때 덮개부(910)에 설치된 제2고정핀(994)과 로딩핀(996)이 덮개부(910)의 상부로 돌출된다. 그리고 기판(W)이 로딩핀(996)에 안착되면, 로딩핀(996)이 하강하고, 제1파이프(950)와 연통되어 있는 통공(998)을 통해 기판(W)과 덮개부(910)의 상면 사이에 형성되어 있는 홈에 있는 공기가 배기되어 기판(W)이 덮개부(910)의 상면에 밀착된다. 그리고 덮개부(910)의 상면에 밀착된 기판(W)은 제2고정핀(994)에 의해 유동이 방지된다. 한편, 큰 크기의 기판이 로딩될 때에는 덮개부(910)에 설치된 로딩핀(996)만이 상승 및 하강하며, 기판은 제1고정핀(992)에 의해 유동이 방지된다.
도 14는 정렬 및 냉각부(500)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 정렬 및 냉각부(500)는 사전 정렬부(510)와 냉각부(520)로 구성된다.
사전 정렬부(510)에는 서로 다른 크기의 기판(예를 들면, 100 ㎜의 기판과 150 ㎜의 기판)이 장착될 수 있는 복수 개의 기판 수용부가 형성되어 있다. 일예로, 제1기판 내지 제4기판(W1 내지 W4)가 챔버 내에서 처리되고 있을 때, 제1카세트(110) 또는 제2카세트(120)로부터 인출된 레이저 처리가 수행될 기판(W5)은 사전 정렬부(510)의 기판 수용부에 로딩된다. 그리고 기판 수용부의 하부에 위치한 회전판에 의해 기판(W5)을 회전시키면서 플랫존이 사전에 설정된 정렬지점에 위치하도록 하여 사전 정렬이 수행된다.
냉각부(520)는 서로 다른 크기의 기판이 장착될 수 있는 복수 개의 기판 장착부와 기판 장착부의 후방에 각각의 기판 장착부에 대응되어 설치된 복수 개의 냉각슬릿을 구비한다. 기판 장착부의 개수와 냉각슬릿의 개수는 기판의 냉각시간, 챔버모듈(340)에서의 기판 처리 시간 등에 따라 결정된다. 일예로, 챔버모듈(340) 내에서의 처리가 완료되어 로딩부(200)에 의해 챔버모듈(340)로부터 인출된 제1기판(W1)은 냉각부(520)의 기판 장착부에 로딩되고, 이어서 냉각슬릿으로부터 냉각제(예를 들면, 질소 가스)가 기판으로 배출되어 기판을 상온까지 냉각시킨다.
도 15는 분리부(600)에 의한 기판 분리 과정을 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 로딩부(200)에 의해 정렬 및 냉각부(500)로부터 인출된 기판(W)은 분리부(600)의 기판 수용부(610)에 로딩된다. 기판 수용부(610)의 하부에는 흡입수단이 설치되어 기판(W)의 하면(즉, GaN 층의 상면)을 하방으로 밀착시킨다. 다음으로 기판 분리부(620)는 기판(W)으로 하강하여 기판(W)의 상면(즉, 사파이어 기판의 하면)에 밀착된다. 기판(W)의 상면은 분리부(620)에 설치되어 있는 흡입수단에 의해 기판 분리부(620) 쪽으로 당겨진다. 이러한 기판 수용부(610)와 기판 분리부(620)에 의한 반대 방향으로의 흡인력에 의해 기판(W)은 GaN 층(W-1)과 사파이어 기판(W-2)으로 분리된다. 다음으로 기판 분리부(620)는 분리된 사파이어 기판(W-2)을 고정시킨 상태에서 상승하게 되고, 기판 수거부(630)가 기판 분리부(620)의 하방으로 이동하면 기판 분리부(620)의 흡인력에 의해 기판 분리부(620)에 고정되어 있던 사파이어 기판(W-2)이 기판 수거부(630)에 담기게 된다. 그리고 로딩부(200)는 기판 수용부(610)에 로딩되어 있는 분리된 GaN 층(W-1)을 장착부(100)에 위치하고 있는 제1카세트(110) 또는 제2카세트(120)의 지정된 위치에 수납한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 LLO 공정 전체를 자동화할 수 있으며, 다수의 기판에 대하여 LLO 공정을 연속적으로 진행할 수 있으므로 높은 생산속도를 얻을 수 있다.
한편, 기판에 대한 레이저 처리를 상온 상태에서 진행하는 경우, 기판 상의 존재하는 응력(즉, 두 개의 층이 접합된 면에 존재하는 응력을 의미하며, 이 응력에 의해 기판이 살짝 휘어짐)에 의해 기판이 파손될 수 있다. 하지만, 본 실시예의 경우에는 레이저 처리시 히터로 기판을 가열하여 응력을 해소한 상태에서 레이저 처리를 수행하므로, 기판이 파손되는 것이 방지된다.
또한, 레이저 처리 이후 기판이 바로 대기중으로 반송되면 급격한 온도 변화에 의해 기판이 손상될 위험이 있으나, 본 실시예에서는 레이저 처리 이후 냉각과정을 통해 기판을 냉각한 후 챔버 외부로 반송한다. 따라서, 급격한 온도 변화에 의해 기판이 파손되는 것이 방지된다.
이상의 설명에서 '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용되었지만, 각각의 구성요소들은 이러한 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 즉, '제1', '제2' 등의 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 목적으로 사용되었다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미로 사용되었다.
또한, 각각의 도면에 도시된 각각의 구성요소들은 본 발명에 따른 발전 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각각의 구성요소들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각각의 구성요소는 설명의 편의상 별도의 구성요소로 구분한 것으로, 적어도 두 개의 구성요소가 합쳐져 하나의 구성요소를 이루거나, 하나의 구성요소가 복수 개의 구성요소로 나뉘어져 동일한 기능을 수행할 수 있다. 그리고 이러한 각 구성요소의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적인 구성요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성요소만으로 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성요소를 제외한 필수 구성요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
한편, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도로 이해되어서는 안된다. 그리고, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 나아가, 본 명세서에서 '포함하다', '가지다', '구비한다' 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.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
예를 들어, 분리부(600)의 기판 수용부(610)에 히터를 더 배치할 수 있다. 그리고, 이와 같이 히터를 배치하면, 기판을 분리하는 과정에서 기판을 일정 온도(250℃ 이상)로 가열할 수 있으며, 이 경우 앞서 설명한 기판 냉각 공정을 생략할 수 있다. 그 이유에 관하여 설명하면, 레이저 처리 공정 중 가열된 기판이 온도차에 의해 파손되는 것을 방지하기 위하여, 앞서 설명한 실시예에서는 정렬 및 냉각부(500)에서 기판을 상온 수준까지 냉각한 후 기판을 분리하였다. 하지만, 본 실시예에서와 같이 기판 수용부에 히터가 배치되어 있으면, 기판 분리시에도 기판이 급격하게 냉각되어 파손되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 경우에는, 기판 분리 이전 기판을 상온까지 냉각하는 공정을 생략할 수 있으며, 따라서 장치의 구성이 간단해지고 공정 시간도 단축할 수 있다.

Claims (1)

  1. 복수 개의 기판이 수용되는 하나 또는 복수 개의 카세트가 장착되는 장착부;
    처리될 기판의 플랫존을 기초로 사전 정렬을 수행하고, 처리가 완료된 기판을 냉각하는 정렬 및 냉각부;
    기판이 안착되는 복수 개의 서셉터가 구비되어 있으며, 상기 서셉터의 위치가 변경되도록 이동가능하게 설치되는 챔버모듈;
    상기 복수의 서셉터 중 사전에 설정되어 있는 레이저 처리 위치로 이동된 서셉터에 안착되어 있는 기판의 인식마크를 검출하여 상기 기판을 정렬하는 정렬부;
    상기 인식마크가 검출된 기판에 레이저를 조사하는 레이저 처리부;
    상기 정렬 및 냉각부에 의해 냉각된 기판을 분리하는 분리부; 및
    상기 카세트로부터 처리될 기판을 인출하여 상기 정렬 및 냉각부로 이송하고, 상기 정렬 및 냉각부에 의해 사전 정렬된 기판을 상기 챔버모듈에 구비된 서셉터에 장착하며, 상기 챔버모듈에 의해 처리가 완료된 기판을 인출하여 상기 정렬 및 냉각부로 이송하고, 상기 정렬 및 냉각부에 의해 냉각된 기판을 상기 분리부로 이송하고, 상기 분리부에 의해 분리된 기판의 분리부분을 상기 카세트에 수납하는 로딩부;를 포함하며,
    상기 챔버모듈은,
    사전에 설정되어 있는 각도 범위내에서 회전 가능하게 설치되며 상기 복수 개의 서셉터가 결합되는 회전패널부와, 상기 회전패널부를 회전시키는 구동부와, 상기 회전패널부와 상기 서셉터를 상부에서 덮어 수용하며 일측면에 기판의 유입 및 유출이 가능하도록 이송슬릿이 관통 형성되어 있고 상면에 개구부가 관통 형성되어 있는 커버부를 포함하는 챔버; 및
    상기 챔버를 서로 직교하는 2축 방향으로 이송하는 이송 스테이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 리프트 오프 장치.
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