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KR102065370B1 - 기판 박리 방법 및 기판 박리 장치 - Google Patents

기판 박리 방법 및 기판 박리 장치 Download PDF

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KR102065370B1
KR102065370B1 KR1020130050110A KR20130050110A KR102065370B1 KR 102065370 B1 KR102065370 B1 KR 102065370B1 KR 1020130050110 A KR1020130050110 A KR 1020130050110A KR 20130050110 A KR20130050110 A KR 20130050110A KR 102065370 B1 KR102065370 B1 KR 102065370B1
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laser
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substrate assembly
measuring unit
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손정락
김준형
김정호
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

기판 박리 방법이 제공된다. 기판 박리 방법은 따른 제1 기판 및 상기 제1 기판과 결합된 가요성을 갖는 제2 기판을 포함하고, 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되는 기판 결합체를 형성하는 단계, 상기 기판 결합체를 스테이지 상에 안착시키는 단계, 상기 제1 영역에 레이저를 조사하는 제1 레이저 스캔 단계, 상기 기판 결합체 상에 배치된 거리 측정부와 상기 기판 결합체 사이의 거리를 측정하는 단계, 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리에 대응하여 상기 레이저의 초점이 위치를 가변하는 단계 및 상기 제2 영역에 레이저를 조사하는 제2 레이저 스캔 단계를 포함한다.

Description

기판 박리 방법 및 기판 박리 장치 {METHOD OF PEELING SUBSTRATE AND SUBSTRATE PEELING DEVICE}
본 발명은 기판 박리 방법 및 기판 박리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저를 이용하는 기판 박리 방법 및 기판 박리 장치에 관한 것이다.
플렉서블(flexible) 표시 장치의 제조 시, 제조의 편의를 위하여 상대적으로 덜 휘어지는 캐리어 기판 상에서 플렉서블 표시 장치를 형성하는 구조물들이 형성될 수 있다. 캐리어 기판은 플렉서블 표시 장치의 구조물들을 지지하여 플렉서블 표시 장치의 제조 공정을 용이하게 할 수 있다. 캐리어 기판은 플렉서블 표시 장치의 제조 공정 중 플렉서블 표시 장치의 구조물로부터 분리되며, 캐리어 기판과 플렉서블 표시 장치의 구조물과의 분리를 위하여 기판 박리 장치가 사용될 수 있다.
기판 박리 장치는 기판 결합체에 포함된 상호 결합된 기판들을 분리하거나, 기판에 결합된 막 또는 필름을 기판으로부터 제거하는데 사용된다. 기판 박리 장치는 기판을 박리하기 위하여 레이저를 사용할 수 있다. 레이저는 기판에 조사되어, 기판들 간 또는 기판과 박리 대상인 층 간의 결합력을 약화시킬 수 있다.
레이저의 폭이 상호 결합된 기판들의 폭보다 좁은 경우, 한 차례의 레이저 스캔으로 상호 결합된 기판들의 모든 영역에 레이저를 조사하지 못한다. 이러한 경우, 상호 결합된 기판들을 분리하기 위하여 수 차례의 레이저 스캔이 실시될 수 있다. 기판 결합체의 일부의 영역에만 레이저 스캔이 실시된 경우, 레이저 스캔이 실시된 영역에서는 기판들이 분리되고, 레이저 스캔이 실시되지 않은 영역에서는 기판들이 분리되지 않을 수 있다. 기판 결합체가 플렉서블 기판을 포함하는 경우, 일부의 영역에서만 타 기판과 분리된 플렉서블 기판에 의해 기판의 외형에 변화가 발생할 수 있으며, 이에 따라 기판 결합체의 배치가 변경될 수 있다. 기판 결합체의 배치가 변경됨에 따라, 레이저의 초점이 위치하는 기판 결합체 내의 영역이 변경될 수 있으며, 이에 따라 원할하게 기판의 분리가 이루어지지 않을 수 있다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판 결합체에서 레이저의 초점이 위치하는 영역을 가변하여 기판의 분리가 원할히 이루어질 수 있는 기판 박리 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 기판 결합체에서 레이저의 초점이 위치하는 영역을 가변하여 기판의 분리가 원할히 이루어질 수 있는 기판 박리 장치을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 박리 방법은 따른 제1 기판 및 상기 제1 기판과 결합된 가요성을 갖는 제2 기판을 포함하고, 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되는 기판 결합체를 형성하는 단계, 상기 기판 결합체를 스테이지 상에 안착시키는 단계, 상기 제1 영역에 레이저를 조사하는 제1 레이저 스캔 단계, 상기 기판 결합체 상에 배치된 거리 측정부와 상기 기판 결합체 사이의 거리를 측정하는 단계, 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리에 대응하여 상기 레이저의 초점이 위치를 가변하는 단계 및 상기 제2 영역에 레이저를 조사하는 제2 레이저 스캔 단계를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 박리 장치는 제1 기판 및 상기 제1 기판과 결합된 가요성을 갖는 제2 기판을 포함하는 기판 결합체에 레이저를 조사하는 레이저 출력부, 상부에 상기 기판 결합체가 안착되는 스테이지, 상기 기판 결합체 상에 배치되고, 상기 기판 결합체와의 거리를 측정하는 거리 측정부 및 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리에 대응하여 상기 레이저의 초점의 위치를 가변하는 제어부를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 레이저의 초점이 위치하는 기판 결합체의 영역을 용이하게 변경하여 기판의 박리를 원활하게 실시할 수 있다.
또, 레이저의 초점이 위치하는 기판 결합체의 영역을 용이하게 변경하여 기판 박리 시 기판이 입을 수 있는 손상을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 박리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 결합체의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 결합체의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 결합체를 스테이지에 안착시키는 단계를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 박리 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 박리 장치에 기판 결합체가 배치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정부와 기판 결합체의 거리를 측정하는 단계을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 레이저 스캔 단계를 나타낸 도면이다.
도 10은 제1 레이저 스캔 후의 기판 결합체를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 레이저 스캔 후 거리 측정부와 기판 결합체의 거리를 측정하는 단계를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저의 초점 위치 조절 단계를 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 레이저 스캔 단계를 도시한 도면이다.
도 15는 제2 레이저 스캔 후의 기판 결합체를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저의 초점 위치를 조절하는 단계 및 제2 레이저 스캔 단계를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저의 초점 위치를 조절하는 단계 및 제2 레이저 스캔 단계를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저의 초점 위치를 조절하는 단계 및 제2 레이저 스캔 단계를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 박리 방법을 나타낸 순서도이다. 도 1을 참조하면, 기판 박리 방법은 기판 결합체를 형성하는 단계(S10), 기판 결합체를 스테이지에 안착시키는 단계(S20), 거리 측정부와 기판 결합체의 거리를 측정하는 단계(S30), 제1 레이저 스캔 단계(S40), 제1 레이저 스캔 후 거리 측정부와 기판 결합체의 거리를 측정하는 단계(S50), 레이저의 초점 위치를 조절하는 단계(S60), 제2 레이저 스캔 단계(S70) 및 제1 기판과 제2 기판을 분리하는 단계(S80)를 포함할 수 있다.
이하 도 2 및 도 3를 참조하여 기판 결합체를 형성하는 단계(S10)에 대하여 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 결합체의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 결합체의 평면도이다. 도 2를 참조하면, 기판 결합체(10)는 제1 기판(11), 제2 기판(12) 및 접착층(13)을 포함할 수 있다.
제1 기판(11)은 광학적으로 투명한 재질로 형성될 수 있으며, 적어도 레이저(L)를 투과시킬 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(11)은 유리 또는 투명한 합성 수지로 형성될 수 있다. 제1 기판(11)은 제2 기판(12)에 비하여 휨 정도가 상대적으로 적을 수 있으며, 제2 기판(12)을 지지하기 위한 캐리어 기판으로서 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 기판(12)은 제1 기판(11) 상에 배치될 수 있다. 제2 기판(12)은 제1 기판(11)과 결합될 수 있다. 제2 기판(12)은 가요성을 갖는 기판일 수 있다. 제2 기판(12)은 플렉서블 표시 장치의 표시 패널을 형성하기 위한 기판일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 기판(12)은 플렉서블 표시 장치의 표시 패널을 형성하기 위한 기판인 경우, 도시되지는 않았으나, 제2 기판(12)은 내부에 화상을 표시하기 위한 표시층 및 표시층을 제어하기 위한 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터층을 포함할 수 있다. 제2 기판(12)은 가요성을 갖는 유기 발광 표시 패널, 액정 표시 패널 또는 전기 영동 표시 패널을 형성하기 위한 기판일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 기판(12)은 제1 기판(11) 상에서 형성될 수 있다. 가요성을 갖는 제2 기판(12)이 휨 정도가 상대적으로 적은 제1 기판(11) 상에서 형성되면, 제2 기판(12)의 형상의 유동을 방지하여, 제2 기판(12)을 보다 용이하게 형성할 수 있다.
제2 기판(12)은 메인 기판(12a) 및 보조층(12b)를 포함할 수 있다. 메인 기판(12a)은 표시층 및 박막 트랜지스터층을 포함할 수 있다. 보조층(12b)은 메인 기판(12a) 상에 배치될 수 있다. 보조층(12b)은 메인 기판(12a)에 부착될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 보조층(12b)은 접착제를 통하여 메인 기판(12a)에 부착될 수 있다. 보조층(12b)은 메인 기판(12a)의 상부에 배치되어, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)이 분리된 이후에 메인 기판(12a)을 지지함으로써 메인 기판(12a)의 유동을 방지하여, 이후의 공정 진행이 용이하도록 할 수 있다. 또한 보조층(12b)은 메인 기판(12)을 외부로부터 보호할 수 있다. 보조층(12b)은 메인 기판(12)의 측면을 커버할 수 있으며, 후술할 제2 접착층(13b)을 통하여 제1 기판(11)과 결합될 수 있다. 보조층(12b)은 폴리 에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리 카보네이트(polycarbonate), 폴리 에테르 술폰(Polyethersulfone)등을 포함하는 플라스틱 및 스테인레스(SUS: Stainless Steel) 등을 포함하는 메탈 호일(Metal foil) 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
접착층(13)은 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 배치될 수 있다. 접착층(13)은 제1 기판(11)과 제2 기판(12)을 결합시킬 수 있다. 접착층(13)의 적어도 일부 영역은 레이저에 의하여 제1 기판(11)과 제2 기판(12)을 결합시키는 접착력이 약화될 수 있다.
접착층(13)은 제1 접착층(13a) 및 제2 접착층(13b)을 포함할 수 있다. 제1 접착층(13a)는 제2 접착층(13b)보다 상대적으로 기판 결합체(10)의 내측에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는 제1 접착층(13a)은 메인 기판(12a)과 제1 기판(11) 사이에 배치될 수 있다. 제1 접착층(13a)에 레이저가 조사되면 구성 물질의 변형이 발생할 수 있으며, 이에 따라 제1 기판(11)과 제2 기판(12)을 결합시키는 접착력이 약화될 수 있다. 예를 들어, 제1 접착층(13a)은 광분해성 고분자 물질, 수소화된 질화규소 또는 수소화된 비정질 실리콘으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 접착층(13a)이 광분해성 고분자 물질로 형성된 경우, 레이저가 제1 접착층(13a)에 조사되면, 고분자 물질의 공유 결합이 끊어지거나 탄화되어 제1 접착층(13a)이 분해될 수 있다. 제1 접착층(13a)이 수소화된 질화규소 또는 수소화된 비정질 실리콘으로 형성된 경우, 레이저가 제1 접착층(13a)에 조사되면, 수소화된 질화규소 또는 수소화된 비정질 실리콘에 함유되어 있던 수소가 방출되면서 제1 접착층(13a)과 제1 기판(11)의 결합력이 약해져 제1 기판(20)과 제2 기판(30)을 용이하게 분리할 수 있다.
제2 접착층(13b)은 제1 접착층(13a)과 비교하여 상대적으로 기판 결합체(10)의 외측에 배치될 수 있다. 제2 접착층(13b)은 기판 결합체(11)의 외곽에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는 제2 접착층(13b)은 보조층(12b)과 제1 기판(11) 사이에 배치되어, 보조층(12b)과 제1 기판(11)을 결합시킬 수 있다. 제2 접착층(13b)은 레이저가 조사되더라도 접착력이 약화되지 않을 수 있다.
도시되지는 않았으나, 기판 결합체는 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 결합을 보조하기 위하여 접착층(13)과 제1 기판(11) 사이에 추가적인 접착층을 더 포함할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 기판 결합체(10)는 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)으로 나뉘어질 수 수 있다. 제1 영역(R1)은 제1 레이저 스캔 단계(S40)에서 레이저가 조사되는 기판 결합체(10)의 영역이며, 제2 영역(R2)은 제2 레이저 스캔 단계(S70)에서 레이저가 조사되는 기판 결합체(10)의 영역일 수 있다. 레이저 스캔 시 레이저의 폭(dL)이 기판 결합체(10)의 폭(dS)보다 좁은 경우, 한 번의 레이저 스캔으로 기판 결합체(10)의 모든 영역에 레이저가 조사될 수 없으므로, 기판 결합체(10)는 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)으로 분할되어 두 차례에 걸쳐 레이저 스캔이 실시될 수 있다. 두 차례의 레이저 스캔에 의하더라도, 기판 결합체(10)의 모든 영역에 레이저가 조사되지 못하는 경우, 추가적인 레이저 스캔이 실시될 수 있으며, 기판 결합체(10)는 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2) 외에도 추가적인 영역으로 분할될 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 기판 결합체(10)를 스테이지(21)에 안착시키는 단계(S20)에 대하여 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 결합체를 스테이지에 안착시키는 단계를 도시한 도면이다. 기판 결합체(10)가 스테이지(21)에 안착될 때, 기판 결합체(10)는 제1 기판(11)은 기판 결합체의 상부에 위치하고, 제2 기판(12)은 하부에 위치하여 스테이지(21)와 대향하도록 배치될 수 있다.
스테이지(21)는 기판 결합체(10)를 지지하며, 기판 박리 공정은 스테이지(21) 상에서 배치될 수 있다. 스테이지(21)는 기판 박리 장치(20)에 포함될 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 기판 박리 장치(20)에 대하여 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 박리 장치의 블록도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 박리 장치에 기판 결합체가 배치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 기판 박리 장치(20)는 스테이지(21), 레이저 출력부(22), 거리 측정부(23) 및 제어부(24)를 포함할 수 있다.
스테이지(21) 상에는 기판 결합체(10)가 배치될 수 있으며, 스테이지(21)는 기판 결합체(10)를 지지할 수 있다. 스테이지(21)는 상하로 이동 가능할 수 있으며, 스테이지(21)의 움직임은 제어부(24)에 의하여 제어될 수 있다.
레이저 출력부(22)는 스테이지(21) 상부에 스테이지(21)와 이격되어 배치될 수 있다. 레이저 출력부(22)는 레이저를 출력할 수 있으며, 출력된 레이저(22)는 스테이지(21) 상에 배치된 기판 결합체(10)에 조사될 수 있다. 레이저 출력부(22)는 수평 방향으로 이동할 수 있으며, 레이저 출력부(22)는 수평 방향으로 이동하며 레이저를 출력하여 기판 결합체(10)에 레이저 스캔을 실시할 수 있다.
거리 측정부(23)는 스테이지(21) 상부에 스테이지(21)와 이격되어 배치될 수 있다. 거리 측정부(23)는 거리 측정부(23)와 스테이지(21) 상에 배치된 기판 결합체(10)와의 거리를 측정할 수 있다. 거리 측정부(23)는 상호 이격된 제1 거리 측정부(23a) 및 제2 거리 측정부(23b)를 포함할 수 있다. 제1 거리 측정부(23a) 는 제1 영역(R1) 상에 배치되고, 제2 거리 측정부(23b)는 제2 영역(R2) 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(24)는 스테이지(21), 레이저 출력부(22) 및 거리 측정부(23)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(23)는 거리 측정부(23)에서 측정된 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10) 사이의 거리에 대응하여, 스테이지(21)의 상하 이동을 제어할 수 있다. 기판 박리 장치(20)는 거리 측정부(23)에서 측정된 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10) 사이의 거리에 대응하여, 스테이지(21)의 상하 이동을 제어하는 제어부(24)를 포함하여, 레이저 출력부(22)에서 출력되는 레이저의 초점이 위치하는 기판 결합체(10)내의 영역을 조절할 수 있으며, 레이저의 초점이 위치하는 영역과 접착층(13)이 중첩하는 범위를 증가시켜 기판 결합체(10)의 박리를 효과적으로 실시할 수 있다. 또한, 레이저의 초점이 위치하는 영역이 제2 기판(12)과 중첩하는 범위를 감소시켜 기판 결합체(10)에 레이저 조사 시 제2 기판(12)의 레이저에 의한 손상을 감소시킬 수 있다. 이에 관하여는 후에 보다 상세히 설명하도록 한다.
이하, 도 7을 참조하여, 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10) 사이의 거리를 측정하는 단계(S30)에 대하여 설명하도록 한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정부와 기판 결합체의 거리를 측정하는 단계을 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 거리 측정부(23)는 시험광(TL)을 방출할 수 있다. 시험광(TL)는 기판 결합체(10)에 의하여 반사될 수 있으며, 보다 상세하게는 제1 기판(11)의 상부면에 의하여 반사될 수 있다. 기판 결합체(10)에 의하여 반사된 시험광(TL)은 거리 측정부(23)에 의하여 수광될 수 있으며, 거리 측정부(23)는 수광된 시험광(TL)으로부터 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10) 사이의 거리를 산출할 수 있다. 제1 거리 측정부(23a)와 제2 거리 측정부(23b)는 기판 결합체(10)의 서로 다른 영역과의 거리를 측정할 수 있다. 제1 거리 측정부(23a)는 제1 거리 측정부(23a)의 하부에 배치된 제1 영역(R1)의 일부 영역과 제1 거리 측정부(23a) 사이의 거리(da)를 측정할 수 있다. 제2 거리 측정부(23b)는 제2 거리 측정부(23b)의 하부에 배치된 제2 영역(R2)의 일부 영역과 제2 거리 측정부(23b) 사이의 거리(db)를 측정할 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10) 사이의 거리를 측정하는 단계(S30)는 생략될 수도 있다.
이하 도 8 및 도 9를 참조하여, 제1 레이저 스캔 단계(S40)에 대하여 설명하도록 한다. 도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 레이저 스캔 단계를 나타낸 도면이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 레이저 스캔 단계(S40)에서 레이저 출력부(22)는 제1 레이저(L1)를 출력하며, 제1 영역(R1)의 상부를 수평이동하여, 제1 영역(R1)에 제1 레이저(L1)를 조사할 수 있다. 제1 레이저 스캔 단계(S40)에서 제1 레이저(L1)의 제1 초점(f1)은 접착층(13)에 위치할 수 있다. 접착층(13)에 레이저가 조사되면 제1 접착층(13a)의 접착력이 약화되어 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 분리가 진행될 수 있으므로, 제1 레이저(L1)의 초점이 접착층(13)에 위치해야 효율적으로 기판 결합체(10)의 박리가 진행될 수 있다. 기판 결합체(10)의 각 층들의 두께는 미리 설정되어 있을 수 있으며, 이에 따라 스테이지(21)는 접착층(13)에 제1 레이저(L1)의 제1 초점(f1)이 위치하도록 높이가 설정되어 있을 수 있다.
몇몇 실시예에 의하면, 도시되지는 않았으나, 기판 박리 방법은 제1 레이저 스캔 단계(S40) 이전에, 거리 측정부와 기판 결합체의 거리를 측정하는 단계(S30)에서 측정된 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10) 사이의 거리에 대응하여 레이저의 초점 위치를 조절하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 제어부(24)는 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10) 사이의 거리를 유지하며 제1 레이저 스캔(S40)을 실시하는 경우, 제1 레이저(L1)의 제1 초점(f1)이 접착층(13a)에 위치하지 않는 것으로 판단되면, 제1 레이저(L1)의 제1 초점(f1)이 접착층(13a)에 위치하도록 제1 레이저(L1)의 제1 초점(f1)의 위치를 조절할 수 있다. 제1 레이저(L1)의 제1 초점(f1)의 위치를 조절하는 것은 스테이지(21)를 상하로 이동시키거나, 레이저 출력부(22)를 상하로 이동시키거나, 레이저 출력부(22)에서 출력되는 제1 레이저(L1)의 제1 초점(f1)의 거리를 조절하여 달성될 수 있다.
이하 도 10을 참조하여, 제1 레이저 스캔 단계(S40) 후의 기판 결합체(10)에 대하여 설명하도록 한다. 도 10은 제1 레이저 스캔 후의 기판 결합체를 나타낸 도면이다. 제1 레이저 스캔 단계(S40) 후 제1 레이저(L1)가 조사된 제1 영역(R1) 내의 제1 접착층(13a)은 접착력이 약화되어, 제1 접착층(13a)에 의하여 접착된 제1 영역(R1) 내의 제1 기판(11)과 제2 기판(12)은 서로 분리될 수 있으며, 제2 기판(12)은 들뜰 수 있다. 제1 영역(R1) 내의 제2 접착층(13b)은 접착력이 약화되지 않아, 제2 접착층(13b)에 의하여 접착된 제1 영역(R1) 내의 제1 기판(11)과 제2 기판(12)은 서로 결합을 유지 할 수 있다. 제2 영역(R2)에는 제1 레이저(L1)가 조사되지 않아, 제2 영역(R2) 내의 제1 기판(11)과 제2 기판(12)은 결합을 유지할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 레이저 스캔 단계(S40) 후 기판 결합체(10)의 일부 영역에서는 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 결합이 유지되고, 다른 영역에서는 제1 기판(11)과 제2 기판(12)이 분리될 수 있다. 제2 기판(12)과 분리된 가요성을 갖는 제1 기판(11)의 형상이 변형될 수 있으며, 이에 따라 기판 결합체(10)의 형상이 변경될 수 있다. 구체적으로, 도 10에서와 같이 기판 결합체(10)의 상부면이 기울어져 수평을 유지하지 못할 수 있으며, 그에 따라 제2 영역(R2) 내의 접착층(13) 또한 수평을 유지하지 못할 수 있다.
이하 도 11을 참조하여, 제1 레이저 스캔 후, 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10)의 거리를 측정하는 단계(S50)에 대하여 설명하도록 한다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 레이저 스캔 후 거리 측정부와 기판 결합체의 거리를 측정하는 단계를 나타낸 도면이다. 도 11을 참조하면, 거리 측정부(23)는 시험광(TL)을 방출하고, 기판 결합체(10)에 의하여 반사된 시험광(TL)을 수광하여 거리 측정부(23)와 기판 결합체 사이의 거리를 산출할 수 있다. 제1 거리 측정부(23a)는 제1 거리 측정부(23a)의 하부에 배치된 제1 영역(R1)의 일부 영역과 제1 거리 측정부(23a) 사이의 거리(da')를 측정할 수 있다. 제2 거리 측정부(23b)는 제2 거리 측정부(23b)의 하부에 배치된 제2 영역(R2)의 일부 영역과 제2 거리 측정부(23b) 사이의 거리(db')를 측정할 수 있다.
이하 도 12를 참조하여, 레이저의 초점 위치를 조절하는 단계(S60)에 대하여 설명하도록 한다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저의 초점 위치 조절 단계를 도시한 도면이다. 레이저의 초점 위치는 제1 레이저 스캔 후 측정된 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10) 사이의 거리에 대응하여 조절될 수 있다. 제어부(24)는 제1 레이저 스캔 후 측정된 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10) 사이의 거리로부터, 기판 결합체(10)의 상부면의 위치를 검출할 수 있으며, 이로부터, 제2 영역(R2) 내의 접착층(13)의 위치를 도출할 수 있다. 기판 결합체(10)의 상부면의 위치를 검출하기 위하여 거리 측정부(23)는 입사된 시험광(TL)으로부터 기판 결합체(10)의 상부면과의 절대적인 거리를 산출하거나, 제1 레이저 스캔 단계(S40) 이전의 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10)의 거리를 측정하는 단계(S30) 에서 산출된 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10)의 상부면과의 거리를 비교하여 그 차이를 이용할 수도 있다. 산출된 제1 레이저 스캔 후 측정된 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10) 사이의 거리에 따라, 제어부(24)는 제2 레이저 스캔 단계(S70)에서 출력되는 레이저의 초점 위치와 접착층(13)이 중첩하는 영역이 증가하도록 레이저의 초점 위치를 조절할 수 있다. 이를 위하여, 제2 레이저 스캔 단계(S70)에서 출력되는 레이저의 초점 위치가 제2 영역(R2)의 중앙에서 접착층(13)의 두께의 중앙에 위치하도록 레이저의 초점 위치가 조절될 수 있다. 제2 레이저 스캔 단계(S70)에서 출력되는 레이저의 초점 위치와 접착층(13)과 중첩하는 영역이 증가하면, 제2 레이저 스캔 단계(S70)에서 제1 접착층(13a)에 조사되는 레이저의 양이 증가하여 제1 접착층(13a)의 결합력을 효율적으로 약화시켜 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 분리가 용이하게 이루어지도록 할 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 레이저 스캔 단계(S40) 이후 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 들뜸으로 인하여 제2 영역(R2) 내의 제2 기판(12)의 위치가 제1 레이저 스캔 단계(S40) 이전보다 상부로 이동되었을 수 있다. 따라서, 제1 레이저 스캔 단게(S40)과 동일한 레이저의 초점 위치로 제2 레이저 스캔 단계(S70)를 실시하는 경우 레이저의 초점이 제2 기판(12)에 위치할 수 있으며 이러한 경우 제2 기판(12)에 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 박리 방법은 레이저의 초점 위치를 조절하는 단계(S60)를 포함하여 기판 박리 시 레이저에 의한 제2 기판(12)의 손상을 감소시킬 수 있다. 레이저의 초점 위치를 조절하기 위해 제어부(24)는 스테이지(21)를 상하로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 레이저 스캔 단계(S40) 이후 제2 기판(12)이 들뜬 경우 제어부(24)는 스테이지(21)를 하측으로 이동시킬 수 있다.
이하 도 13 및 도 14를 참조하여 제2 레이저 스캔 단계(S70)에 대하여 설명하도록 한다. 도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 레이저 스캔 단계를 도시한 도면이다. 도 13 및 도 14를 참조하면, 제2 레이저 스캔 단계(S70)에서 레이저 출력부(22)는 제2 초점(f2)을 갖는 제2 레이저(L2)를 출력하며, 제2 영역(R2)의 상부를 수평이동하여, 제2 영역(R2)에 제2 레이저(L2)를 조사할 수 있다. 제2 레이저(L2)는 제1 레이저(L1)과 실질적으로 동일할 수 있으며, 레이저 출력부(22)로부터 제2 초점(f2)까지의 거리는 레이저 출력부(22)로부터 제1 초점(f1)까지의 거리와 실질적으로 동일할 수 있다. 제2 초점(13)은 적어도 일부가 접착층(13)과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(R2)의 중앙(R2C)에서 접착층(13)의 두께의 중앙에 제2 초점(f2)이 위치할 수 있다.
이하, 도 15를 참조하여 제2 레이저 스캔 단계(S70) 후의 기판 결합체에 대하여 설명하도록 한다. 도 15는 제2 레이저 스캔 후의 기판 결합체를 나타낸 도면이다. 제2 레이저 스캔 단계(S70)에 의하여 제2 영역(R2) 내의 제1 접착층(13a)은 접착력이 약화될 수 있으며, 그에 따라, 제1 접착층(13a)에 의하여 제1 기판(11)과 제2 기판(12)이 결합되어 있던 영역에서 제1 기판(11)과 제2 기판(12)은 서로 분리될 수 있다. 제2 접착층(13b)에 의하여 제1 기판(11)과 제2 기판(12)이 결합된 영역은 제2 접착층(13b)이 레이저에 의하여 접착력이 약화되지 않아 결합을 유지하고 있을 수 있다.
제1 기판(11)과 제2 기판(12)을 분리하는 단계(S80)에서는 외력에 의하여 제2 접착층(13b)에 의하여 제1 기판(11)과 제2 기판(12)이 결합된 영역에서도, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)이 분리되도록 하여, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)이 완전히 분리되도록 할 수 있다.
이하 도 16을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저의 초점 위치를 조절하는 단계 및 제2 레이저 스캔 단계를 나타낸 도면이다. 도 16을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 레이저의 초점 위치 조절 단계(S6)에서, 레이저의 초점 위치를 조절하기 위하여 레이저 출력부(22)를 상하로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 레이저 스캔 단계(S40) 이후 제2 기판(12)이 들뜬 경우, 제어부(24)는 제2 레이저 스캔 단계(S70)에서 출력되는 제2 레이저(L2)의 초점(f2)의 위치가 접착층(13)과 중첩하는 영역이 증가하도록 레이저 출력부(22)를 상측으로 이동시킬 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 박리 방법에 대한 다른 설명들은 도 1 내지 도 15에서와 설명한 기판 박리 방법에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로 생략하도록 한다.
이하 도 17을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저의 초점 위치를 조절하는 단계 및 제2 레이저 스캔 단계를 나타낸 도면이다. 도 17을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 레이저의 초점 위치 조절 단계(S6)에서, 레이저의 초점 위치를 조절하기 위하여 레이저 출력부(22)에서 출력되는 레이저의 초점 거리를 변경할 수 있다. 예를 들어, 제1 레이저 스캔 단계(S40) 이후 제2 기판(12)이 들뜬 경우, 제어부(24)는 제2 레이저 스캔 단계(S70)에서 출력되는 제2 레이저(L2)의 초점(f2)의 위치가 접착층(13)과 중첩하는 영역이 증가하도록 레이저의 초점 거리를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 제2 초점(f2)은 제1 초점(f1)보다 상부에 위치할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 박리 방법에 대한 다른 설명들은 도 1 내지 도 15에서와 설명한 기판 박리 방법에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로 생략하도록 한다.
이하 도 18을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저의 초점 위치를 조절하는 단계 및 제2 레이저 스캔 단계를 나타낸 도면이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10)의 거리를 측정하는 단계(S30)에서 측정된 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10)의 거리로부터 제어부(24)는 기판 결합체(10)의 상부면이 기울어진 정도를 도출할 수 있으며, 이로부터 제2 영역(R2) 내에 배치된 접착층(13)이 기울어진 정도를 도출할 수 있다. 기판 결합체(10)의 상부면이 기울어진 정도는, 제1 레이저 스캔 후 거리 측정부(23)와 기판 결합체(10)의 거리를 측정하는 단계(S50)에서 측정된 제1 거리 측정부(23a)와 기판 결합체(10) 사이의 거리(da')와 제2 거리 측정부(23b)와 기판 결합체(10) 사이의 거리(db')의 차로부터 도출될 수 있다. 레이저의 초점 위치를 조절하는 단계(S60)에서는 접착층(13)이 수평이 되도록 스테이지(21)를 회전시킬 수 있다. 스테이지(21)를 회전시키는 것과 더불어, 스테이지(21)를 상하로 이동시키거나, 레이저 출력부(22)를 상하로 이동시켜 제2 레이저(L2)의 초점(f2)이 접착층(13)내에 배치되도록 할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 레이저(L2)의 초점이 접착층(13)을 벗어나지 않도록 제어할 수 있으며, 그에 따라, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 분리가 원활히 이루어질 수 있고, 제2 기판(12)의 레이저에 의한 손상을 방지할 수 있다. 또 다른 실시예에 따른 기판 박리 방법에 대한 다른 설명들은 도 1 내지 도 15에서와 설명한 기판 박리 방법에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로 생략하도록 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 기판 박리 장치 11: 레이저 출력부
12: 제어부 13: 광특성 측정부
20, 120: 제1 기판 30, 130: 제2 기판
31: 구조물 32, 131: 보호층
132: 가요성 기재 133: 박막 트랜지스터층
134: 표시층 40: 접착층
140: 제1 접착층 150: 제1 보호 필름
160: 제2 접착층 170: 제2 보호 필름
180: 제3 접착층

Claims (20)

  1. 제1 기판 및 상기 제1 기판과 결합된 가요성을 갖는 제2 기판을 포함하고, 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되는 기판 결합체를 형성하는 단계;
    상기 기판 결합체를 스테이지 상에 안착시키는 단계;
    상기 제1 영역에 레이저를 조사하는 제1 레이저 스캔 단계;
    상기 기판 결합체 상에 배치된 거리 측정부와 상기 기판 결합체 사이의 거리를 측정하는 단계;
    상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리에 대응하여 상기 레이저의 초점의 위치를 가변하는 단계; 및
    상기 제2 영역에 레이저를 조사하는 제2 레이저 스캔 단계를 포함하는 기판 박리 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저의 초점의 위치를 가변하는 단계는 상기 기판 결합체에 상기 스테이지의 높이를 가변하는 것를 포함하는 기판 박리 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 거리 측정부는 상기 기판 결합체의 서로 다른 영역과의 거리를 측정하는 제1 거리 측정부 및 제2 거리 측정부를 포함하고,
    상기 기판 결합체 상에 배치된 거리 측정부와 상기 기판 결합체 사이의 거리를 측정하는 단계는,
    상기 기판 결합체와 상기 제1 거리 측정부와의 거리를 측정하는 것; 및
    상기 기판 결합체와 상기 제2 거리 측정부와의 거리를 측정하는 것을 포함하고,
    상기 결합체와 상기 제1 거리 측정부와의 거리 및 상기 기판 결합체와 상기 제2 거리 측정부와의 거리로부터 도출되는 상기 기판 결합체의 상부면이 기울어진 정도에 대응하여 상기 스테이지를 기울이는 단계를 더 포함하는 기판 박리 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저의 초점의 위치를 가변하는 단계는 상기 레이저의 초점 거리를 가변하는 것를 포함하는 기판 박리 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저의 초점의 위치를 가변하는 단계는 상기 레이저가 출력되는 레이저 출력부의 높이를 가변하는 것을 포함하는 기판 박리 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 결합체는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합시키고 상기 레이저에 의하여 결합력이 약화되는 제1 접착층을 더 포함하고,
    상기 레이저의 초점의 위치를 가변하는 단계는 상기 제2 영역 내에 배치된 상기 제1 접착층 중 적어도 일부에 상기 레이저의 초점이 배치되도록 하는 것을 포함하는 기판 박리 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 레이저의 초점의 위치를 가변하는 단계는 상기 제2 영역의 중앙에서 상기 제1 접착층의 두께의 중앙에 상기 레이저의 초점이 배치되도록 하는 것을 포함하는 기판 박리 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 기판 결합체는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에서, 상기 기판 결합체의 외곽에 배치되고, 상기 제1 접착층과 다른 물질로 이루어진 제2 접착층을 더 포함하는 기판 박리 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 레이저 스캔 단계 이전에, 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체 사이의 거리를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 레이저의 초점의 위치를 가변하는 단계는 상기 제1 레이저 스캔 단계 이전에 측정된 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체 사이의 거리와 상기 제1 레이저 스캔 단계 이후에 측정된 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체 사이의 거리의 차에 대응하여 상기 레이저의 초점이 배치되는 위치를 가변하는 것을 포함하는 기판 박리 방법.
  10. 제1 기판 및 상기 제1 기판과 결합된 가요성을 갖는 제2 기판을 포함하는 기판 결합체에 레이저를 조사하는 레이저 출력부;
    상부에 상기 기판 결합체가 안착되는 스테이지;
    상기 기판 결합체 상에 배치된 거리 측정부; 및
    상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리에 대응하여 상기 레이저의 초점의 위치를 가변하는 제어부를 포함하되,
    상기 거리 측정부는 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체 사이의 거리를 측정하는 기판 박리 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 기판 결합체는 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되고,
    상기 레이저 출력부는 상기 제1 영역에 상기 레이저를 조사하고,
    상기 제1 영역에 상기 레이저가 조사된 후, 상기 제어부는 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리에 대응하여 상기 기판 결합체에 상기 레이저의 초점의 위치를 가변하고,
    상기 레이저의 초점의 위치가 가변된 후, 상기 레이저 출력부는 상기 제2 영역에 상기 레이저를 조사하는 기판 박리 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리에 대응하여 상기 스테이지의 높이를 가변하는 기판 박리 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 영역에 상기 레이저를 조사하기 이전의 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리와 상기 제1 영역에 상기 레이저를 조사한 후의 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리의 차이에 대응하여 상기 스테이지의 높이를 가변하는 기판 박리 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 기판 결합체는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합시키고, 상기 레이저에 의하여 결합력이 약화되는 제1 접착층을 포함하되,
    상기 제어부는 상기 제2 영역의 중앙에서 상기 레이저의 초점이 상기 제1 접착층에 위치하도록 상기 스테이지의 높이를 가변시키는 기판 박리 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 거리 측정부는 상기 기판 결합체의 서로 다른 영역과의 거리를 측정하는 제1 거리 측정부 및 제2 거리 측정부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리 및 상기 제2 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리로부터 도출되는 상기 기판 결합체의 상부면이 기울어진 정도에 대응하여 상기 스테이지를 기울이는 기판 박리 장치.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리에 대응하여 상기 레이저의 초점 거리를 가변하는 기판 박리 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 기판 결합체는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합시키고, 상기 레이저에 의하여 결합력이 약화되는 제1 접착층을 포함하되,
    상기 제어부는 상기 제2 영역의 중앙에서 상기 레이저의 초점이 상기 제1 접착층에 위치하도록 상기 레이저의 초점 거리를 가변하는 기판 박리 장치.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 거리 측정부와 상기 기판 결합체와의 거리에 대응하여 상기 레이저 출력부의 높이를 가변하는 기판 박리 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 기판 결합체는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합시키고, 상기 레이저에 의하여 결합력이 약화되는 제1 접착층을 포함하되,
    상기 제어부는 상기 제2 영역의 중앙에서 상기 레이저의 초점이 상기 제1 접착층에 위치하도록 상기 레이저 출력부의 높이를 가변하는 기판 박리 장치.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 기판 결합체는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에서, 상기 기판 결합체의 외곽에 배치되고, 상기 제1 접착층과 다른 물질로 이루어진 제2 접착층을 더 포함하는 기판 박리 장치.
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