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KR102374612B1 - 레이저 장치 및 레이저 가공 방법 - Google Patents

레이저 장치 및 레이저 가공 방법 Download PDF

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KR102374612B1
KR102374612B1 KR1020190103025A KR20190103025A KR102374612B1 KR 102374612 B1 KR102374612 B1 KR 102374612B1 KR 1020190103025 A KR1020190103025 A KR 1020190103025A KR 20190103025 A KR20190103025 A KR 20190103025A KR 102374612 B1 KR102374612 B1 KR 102374612B1
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토시나루 스즈키
명승호
한경희
한규완
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Abstract

레이저 장치가 제공된다. 레이저 장치는 대상 기판이 가공되는 제1 진공 챔버, 상기 제1 진공 챔버의 외부에 배치된 레이저 모듈, 상기 제1 진공 챔버의 내부에 배치되고, 상기 대상 기판이 안착되는 캐리어, 상기 제1 진공 챔버의 일면에 배치되고, 상기 레이저 모듈에 의해 조사된 레이저 빔이 통과하는 챔버 윈도우, 상기 캐리어와 상기 챔버 윈도우 사이에 위치하는 제1 보호 윈도우, 상기 제1 진공 챔버의 일측에 배치된 제2 진공 챔버, 및 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 진공 챔버로 이송하는 이송부를 포함한다.

Description

레이저 장치 및 레이저 가공 방법{LASER APPARATUS AND LASER MACHINING METHOD}
본 발명은 레이저 장치 및 레이저 가공 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode: OLED)를 이용하여 영상을 표시한다. 유기 발광 표시 장치는 빠른 응답속도, 높은 휘도, 큰 시야각을 가지며, 또한, 낮은 소비 전력으로 구동할 수 있다.
유기 발광 표시 장치의 가공 공정은 반도체와 마찬가지로 물리적 혹은 화학적인 다양한 방법이 사용되고 있는데, 예를 들어, 레이저에 의한 에칭 또는 드릴링 공정이 사용될 수 있다. 레이저에 의한 기판 가공은 다른 방법들에 비해 구조가 간단하고 공정 시간을 줄일 수 있어 널리 채용되고 있다.
한편, 레이저 모듈에 의해 가공 공정이 진행될 경우, 기판으로부터 박리되어 떨어지는 파티클이 레이저 장치의 보호 윈도우 상에 적재되어 이를 교체하거나 클리닝해야 한다. 이 경우, 교체 또는 클리닝을 위해 진공 챔버를 개방해야 하며, 챔버가 진공 상태에 도달할 때까지 가공 공정이 중단되어야 하므로 생산 효율이 떨어질 수 있다.
아울러, 유기 발광 소자는 수분과 산소에 취약하여 유기 발광 표시 장치의 기판(SUB) 레이저 가공 시 챔버의 고진공 환경이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 챔버 개방 없이 고진공 환경에서 레이저 가공을 장기적으로 진행할 수 있는 레이저 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 챔버 개방 없이 고진공 환경에서 레이저 가공을 장기적으로 진행할 수 있는 레이저 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 레이저 장치는 대상 기판이 가공되는 제1 진공 챔버, 상기 제1 진공 챔버의 외부에 배치된 레이저 모듈, 상기 제1 진공 챔버의 내부에 배치되고, 상기 대상 기판이 안착되는 캐리어, 상기 제1 진공 챔버의 일면에 배치되고, 상기 레이저 모듈에 의해 조사된 레이저 빔이 통과하는 챔버 윈도우, 상기 캐리어와 상기 챔버 윈도우 사이에 위치하는 제1 보호 윈도우, 상기 제1 진공 챔버의 일측에 배치된 제2 진공 챔버, 및 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 진공 챔버로 이송하는 이송부를 포함한다.
상기 제1 진공 챔버는 상기 레이저 빔에 의해 상기 대상 기판이 가공되는 공정 영역을 더 포함하고, 상기 제1 보호 윈도우는 상기 이송부에 의해 상기 공정 영역에서 상기 제2 진공 챔버로 이송될 수 있다.
상기 이송부는 상기 공정 영역과 상기 제2 진공 챔버 사이에 위치할 수 있다.
상기 챔버 윈도우를 통과한 상기 레이저 빔은 상기 제1 보호 윈도우를 통과하여 상기 대상 기판의 일면 상에 조사될 수 있다.
상기 제2 진공 챔버 내부에 위치하는 제2 보호 윈도우들을 더 포함하고,
상기 제2 보호 윈도우는 상기 이송부에 의해 상기 제1 진공 챔버로 이송될 수 있다.
상기 제2 진공 챔버 내에 배치된 카세트를 더 포함하고, 상기 제2 보호 윈도우는 상기 카세트에 거치될 수 있다.
상기 제1 보호 윈도우와 상기 제2 보호 윈도우는 쿼츠(quartz) 재질로 이루어질 수 있다.
상기 제2 진공 챔버의 일측에 위치하는 챔버 도어를 더 포함하고, 상기 챔버 도어를 통해 상기 제2 보호 윈도우들이 출입할 수 있다.
상기 제1 보호 윈도우의 오염 여부를 감지하는 오염 감지부를 더 포함할 수 있다.
상기 오염 감지부의 감지 신호에 기초하여 상기 이송부를 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 진공 챔버의 타측에 위치하는 제1 게이트 밸브를 더 포함하고, 상기 제1 게이트 밸브를 통해 상기 대상 기판이 출입할 수 있다.
상기 제1 진공 챔버의 일측과 상기 제2 진공 챔버 사이에 위치하는 제2 게이트 밸브를 더 포함하고, 상기 제2 게이트 밸브를 통해 상기 제1 보호 윈도우가 출입할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 레이저 가공 방법은 챔버 윈도우를 포함하는 제1 진공 챔버, 및 상기 제1 진공 챔버의 일측에 배치된 제2 진공 챔버를 준비하는 단계, 상기 제1 진공 챔버 내에 상기 챔버 윈도우와 중첩하도록 제1 보호 윈도우를 배치하는 단계, 상기 제1 진공 챔버 내에 제1 대상 기판을 배치하는 단계, 상기 챔버 윈도우와 상기 제1 보호 윈도우를 통해 레이저 빔을 조사하여 제1 대상 기판을 레이저 가공하는 단계, 및 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 진공 챔버로 이송하는 단계를 포함한다.
상기 제1 진공 챔버의 외부에 위치하는 레이저 모듈을 더 포함하고, 상기 레이저 빔은 상기 레이저 모듈로부터 조사되어 상기 챔버 윈도우 및 상기 제1 보호 윈도우를 통과하여 상기 제1 대상 기판의 일면 상에 제공될 수 있다.
상기 제1 대상 기판을 레이저 가공하는 단계 이후에 상기 제1 보호 윈도우의 오염을 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 진공 챔버는 일측에 위치하는 게이트 밸브를 더 포함하고, 상기 제1 보호 윈도우는 상기 게이트 밸브를 통과하여 상기 제2 진공 챔버로 이송될 수 있다.
상기 제2 진공 챔버 내부에 위치하는 제2 보호 윈도우들을 더 포함하고, 상기 제2 보호 윈도우를 상기 제1 진공 챔버로 이송시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 보호 윈도우는 상기 게이트 밸브를 통과하여 상기 제1 진공 챔버로 이송될 수 있다.
상기 제2 보호 윈도우를 상기 제1 진공 챔버로 이송시키는 단계 이후에, 상기 제1 진공 챔버 내에 상기 제2 보호 윈도우와 중첩하도록 제2 대상 기판을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 챔버 윈도우와 상기 제2 보호 윈도우를 통해 상기 레이저 빔을 조사하여 상기 제2 대상 기판을 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 제1 진공 챔버의 제1 보호 윈도우가 오염된 경우, 제1 진공 챔버의 고진공 환경을 유지하면서 제1 보호 윈도우와 제2 보호 윈도우를 교체할 수 있다. 이에 따라, 챔버 개방 없이 고진공 환경에서 레이저 장치를 연속적으로 장기 가동할 수 있으므로, 레이저 장치의 생산 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 고진공 환경에서 레이저 가공을 진행할 수 있으므로, 대상 기판의 발광 소자에 수분 또는 산소가 침투하는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 대상 기판 즉, 표시 장치의 소자 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 레이저 장치의 구조도이다.
도 2 내지 도 6은 일 실시예에 따른 레이저 장치의 가공 방법을 설명하기 위한 공정 단계별 구조도들이다.
도 7은 일 실시예에 따른 레이저 장치의 제어블록도이다.
도 8 내지 도 14는 다른 실시예에 따른 레이저 장치의 가공 방법을 설명하기 위한 공정 단계별 구조도들이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 레이저 장치의 제어블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예들에 대해 설명한다. 본 명세서에서, 제1 방향(DR1)은 Z축 방향을 가리키고, 제2 방향(DR2)은 X축 방향 또는 Y축 방향 중 하나를 가리킨다.
도 1은 일 실시예에 따른 레이저 장치의 구조도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 장치는 제1 진공 챔버(CH1), 캐리어(CR), 레이저 모듈(LM), 챔버 윈도우(CW), 제1 보호 윈도우(PW1), 오염 감지부(200), 이송부(300), 제2 진공 챔버(CH2), 카세트(CS), 및 제2 보호 윈도우(PW2)를 포함할 수 있다.
제1 진공 챔버(CH1)는 기판(SUB)의 에칭 또는 드릴링 공정이 진행되는 공간일 수 있다. 제1 진공 챔버(CH1)는 기판(SUB)에 대한 레이저 가공이 진행되는 공정 영역(A1)을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 기판(SUB)은 일 실시예에 따른 레이저 장치의 피처리체로서, 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 이용하는 유기 발광 표시 장치, 및 초소형 발광 다이오드(micro LED)를 이용하는 초소형 발광 다이오드 표시 장치, 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 소자(Quantum dot Light Emitting Diode)를 이용하는 양자점 발광 표시 장치, 또는 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 소자를 이용하는 무기 발광 표시 장치 등 어떠한 종류의 기판도 적용될 수 있다. 이하에서의 기판(SUB)은 유기 발광 표시 장치의 기판인 경우를 중심으로 설명한다.
도 1에서는 제1 진공 챔버(CH1)의 일부를 개략적으로 도시하였다. 제1 진공 챔버(CH1)는 진공 펌프 및 진공 밸브에 의하여 진공으로 유지될 수 있다.
제1 진공 챔버(CH1)의 일측에는 제1 게이트 밸브(G1)가 배치될 수 있다. 제1 게이트 밸브(G1)를 통해 제1 진공 챔버(CH1) 내로 기판(SUB)이 공급될 수 있다. 즉, 제1 게이트 밸브(G1)는 기판(SUB)이 출입할 수 있는 경로를 제공할 수 있다.
제1 진공 챔버(CH1)의 타측에는 제2 게이트 밸브(G2)가 배치될 수 있다. 제2 게이트 밸브(G2)를 통해 후술할 보호 윈도우(PW1, PW2)들이 이송될 수 있다.
캐리어(CR)는 제1 진공 챔버(CH1) 내에 배치될 수 있다. 캐리어(CR)는 기판(SUB)을 흡착하여 이동시키는 역할을 하며, 기판(SUB)을 흡착하기 위한 정전척(미도시) 등을 포함할 수 있다.
레이저 모듈(LM)은 제1 진공 챔버(CH1)의 외부에 배치될 수 있다. 레이저 모듈(LM)은 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)과 중첩하도록 배치될 수 있다.
레이저 모듈(LM)은 기판(SUB)을 가공하기 위해 기판(SUB)의 일면 상에 레이저 빔(L)을 조사한다. 레이저 모듈(LM)에서 방출되는 레이저 빔(L)은 챔버 윈도우(CW) 등을 통과하여 기판(SUB)에 조사됨으로써 에칭 또는 드릴링 공정 등을 수행할 수 있다. 도면으로 도시하지는 않았지만, 레이저 모듈(LM)은 레이저 유닛, 렌즈, 미러, 빔 익스팬더, 필터, 또는 스캐너 등을 포함할 수 있다.
챔버 윈도우(CW)는 제1 진공 챔버(CH1)의 저면에 배치될 수 있다. 챔버 윈도우(CW)는 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)과 중첩하도록 배치될 수 있다.
챔버 윈도우(CW)는 레이저 모듈(LM)로부터 방출된 레이저 빔(L)을 투과시킬 수 있는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 챔버 윈도우(CW)를 통해 제1 진공 챔버(CH1) 외부에 배치된 레이저 모듈(LM)로부터 방출된 레이저 빔(L)이 제1 진공 챔버(CH1) 내로 진입할 수 있다.
챔버 윈도우(CW)는 레이저 모듈(LM)과 캐리어(CR)(또는 기판(SUB)) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 챔버 윈도우(CW)는 레이저 모듈(LM) 및 캐리어(CR)(또는 기판(SUB))와 중첩하도록 배치될 수 있다.
챔버 윈도우(CW)는 쿼츠(quartz) 재질로 이루어질 수 있다. 도 1에서는 챔버 윈도우(CW)가 하나의 창으로 이루어진 경우를 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 챔버 윈도우(CW)는 레이저 모듈(LM)의 개수에 따라 복수의 창으로 이루어질 수도 있다.
챔버 윈도우(CW)는 사각형 형태의 평면 형상을 가질 수 있다. 또한, 챔버 윈도우(CW)는 원형 형태의 평면 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 보호 윈도우(PW1)는 제1 진공 챔버(CH1) 내에서 챔버 윈도우(CW) 상부에 배치될 수 있다. 제1 보호 윈도우(PW1)는 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)과 중첩하도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 보호 윈도우(PW1)는 캐리어(CR)(또는 기판(SUB))과 챔버 윈도우(CW) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제1 보호 윈도우(PW1)는 캐리어(CR)(또는 기판(SUB)) 및 챔버 윈도우(CW)와 중첩하도록 배치될 수 있다.
제1 보호 윈도우(PW1)는 챔버 윈도우(CW)를 통해 제1 진공 챔버(CH1) 내로 진입한 레이저 빔(L)을 투과시킬 수 있는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 제1 보호 윈도우(PW1)는 쿼츠(quartz) 재질로 이루어질 수 있으며, 챔버 윈도우(CW)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제1 보호 윈도우(PW1)는 레이저 빔(L)을 투과시킴과 동시에 레이저 가공 공정이 수행됨에 따라 기판(SUB)으로부터 박리되어 떨어지는 파티클(P)로부터 챔버 윈도우(CW)가 오염되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 챔버 윈도우(CW) 상의 파티클(P)로 인한 굴절 또는 투과율 저하를 방지할 수 있으므로, 가공 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 챔버 윈도우(CW)의 교체 또는 클리닝이 불필요하거나, 이를 위해 제1 진공 챔버(CH1)를 개방하는 주기가 길어질 수 있으므로 레이저 장치의 생산 효율이 증대될 수 있다.
도 1에서는 제1 보호 윈도우(PW1)가 하나의 창으로 이루어진 경우를 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제1 보호 윈도우(PW1)는 레이저 모듈(LM)의 개수에 따라 복수의 창으로 이루어질 수도 있다. 제1 보호 윈도우(PW1)는 사각형 또는 원형 형태의 평면 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1 보호 윈도우(PW1)의 평면 형상은 챔버 윈도우(CW)의 평면 형상을 추종할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
오염 감지부(200)는 제1 진공 챔버(CH1)의 상부에 배치될 수 있다. 오염 감지부(200)는 상술한 제1 보호 윈도우(PW1) 상에 적재된 파티클(P)의 적재량을 감지하여 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염 정도를 감지하는 역할을 할 수 있다.
오염 감지부(200)는 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)과 중첩하도록 배치될 수 있다. 또한, 오염 감지부(200)는 제1 보호 윈도우(PW1)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 도 1에서는 오염 감지부(200)가 제1 진공 챔버(CH1)의 외부에 배치되는 경우를 예시하였으나, 오염 감지부(200)의 위치는 제1 보호 윈도우(PW1) 상에 적재된 파티클(P)의 적재량 등을 감지할 수 있다면 그 위치는 무관한다.
이송부(300)는 제1 진공 챔버(CH1) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 이송부(300)는 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)을 제외한 영역에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 이송부(300)는 제1 진공 챔버(CH1) 내에서 왕복 이동하여 공정 영역(A1)과 부분적으로 중첩할 수 있다. 이송부(300)는 외부 구동원과 연결되어 제1 진공 챔버(CH1)의 좌우로 왕복 이동할 수 있다.
이송부(300)는 상술한 제1 보호 윈도우(PW1) 및 후술할 제2 보호 윈도우(PW2)를 이송시키는 역할을 할 수 있다. 제1 보호 윈도우(PW1) 및 제2 보호 윈도우(PW2)는 이송부(300)에 의해 제1 진공 챔버(CH1)에서 제2 진공 챔버(CH2)로 이송되거나, 제2 진공 챔버(CH2)에서 제1 진공 챔버(CH1)로 이송될 수 있다.
제2 진공 챔버(CH2)는 제2 보호 윈도우(PW2)가 보관되는 공간일 수 있다. 도 1에서는 제2 진공 챔버(CH2)의 일부를 개략적으로 도시하였다. 제2 진공 챔버(CH2)는 진공 펌프 및 진공 밸브에 의하여 진공으로 유지될 수 있다. 제2 진공 챔버(CH2)는 제2 보호 윈도우(PW2)를 보관할 수 있다면 그 형태는 무관하다.
제2 진공 챔버(CH2)의 일측에는 챔버 도어(CHD)가 배치될 수 있다. 챔버 도어(CHD)를 통해 오염된 보호 윈도우(PW1, PW2)를 세척하거나 새 보호 윈도우로 교체하는 등, 제1 진공 챔버(CH1)와 별도로 보호 윈도우(PW1, PW2)의 재고를 운용할 수 있다.
카세트(CS)는 제2 진공 챔버(CH2)의 내부에 배치될 수 있다. 카세트(CS)는 제2 진공 챔버(CH2) 내에 고정될 수 있다. 또한, 카세트(CS)는 별도의 승강부에 의해 승강될 수도 있으며, 제2 진공 챔버(CH2)의 외부로부터 반입되거나 외부로 반출될 수도 있다. 카세트(CS)는 복수의 지지대를 포함하고, 상기 지지대로부터 돌출된 복수의 슬롯(SL)을 포함할 수 있다.
복수의 슬롯(SL)은 서로 대향하도록 위치할 수 있다. 슬롯(SL)은 제2 보호 윈도우(PW2)를 지지하여 제2 보호 윈도우(PW2)가 적재될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 도 1에서는 카세트(CS)가 총 5 쌍의 슬롯(SL)을 포함하는 경우를 예시하였으나, 카세트(CS)의 슬롯(SL)의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 보호 윈도우(PW2)는 제2 진공 챔버(CH2) 내에 위치할 수 있다. 구체적으로, 제2 보호 윈도우(PW2)는 카세트(CS)의 슬롯(SL) 상에 적재될 수 있다.
제2 보호 윈도우(PW2)는 교체용 보호 윈도우로서, 제1 보호 윈도우(PW1)가 오염된 경우, 제1 보호 윈도우(PW1)와 교체될 수 있다. 이에 따라, 제1 보호 윈도우(PW1) 상의 파티클(P)로 인한 굴절 또는 투과율 저하를 방지할 수 있으므로, 가공 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 챔버를 개방하여 제1 보호 윈도우(PW1)를 교체하거나 클리닝하는 과정이 불필요하므로 레이저 장치의 생산 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 보호 윈도우 교체 시에도 제2 진공 챔버(CH2)는 진공 펌프 및 진공 밸브에 의해 진공으로 유지될 수 있다. 따라서, 제2 보호 윈도우(PW2)의 이송을 위해 제2 게이트 밸브(G2)가 열리더라도 제1 진공 챔버(CH1)의 진공도에는 영향을 미치지 않을 수 있다. 즉, 제1 보호 윈도우(PW1) 오염시, 제1 진공 챔버(CH1)의 고진공 환경을 유지하면서 제1 보호 윈도우(PW1)와 제2 보호 윈도우(PW2)를 교체할 수 있다. 이에 따라, 챔버 개방 없이 고진공 환경에서 레이저 가공을 연속적으로 진행할 수 있다.
아울러, 고진공 환경에서 레이저 가공을 진행할 수 있으므로, 기판(SUB)의 발광 소자에 수분 또는 산소가 침투하는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 기판(SUB) 즉, 표시 장치의 소자 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 레이저 가공이 진행되는 제1 진공 챔버(CH1)와 별도로 제2 진공 챔버(CH2)에서 제2 보호 윈도우(PW2)를 장기적으로 관리할 수 있으므로, 제1 진공 챔버(CH1)의 개방 없이 레이저 장치를 장기 가동할 수 있다. 따라서, 레이저 장치의 생산 효율을 증대시킬 수 있다.
제2 보호 윈도우(PW2)는 제1 보호 윈도우(PW1)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 제2 보호 윈도우(PW2)는 레이저 빔(L)을 투과시킬 수 있는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 제2 보호 윈도우(PW2)는 쿼츠(quartz) 재질로 이루어질 수 있다.
제2 보호 윈도우(PW2)는 제1 보호 윈도우(PW1)와 동일한 평면 형상을 가질 수 있다. 즉, 제2 보호 윈도우(PW2)는 사각형 또는 원형 형태의 평면 형상을 가질 수 있다.
도 1에서는 5 개의 제2 보호 윈도우(PW2)가 제2 진공 챔버(CH2)에 보관된 경우를 예시하였으나, 제2 보호 윈도우(PW2)의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제2 보호 윈도우(PW2)의 재고 운용은 레이저 가공 공정 시간, 회수, 및 보호 윈도우의 오염 주기에 따라 달라질 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 레이저 장치는 제1 보호 윈도우(PW1) 오염시, 제1 진공 챔버(CH1)의 고진공 환경을 유지하면서 제1 보호 윈도우(PW1)와 제2 보호 윈도우(PW2)를 교체할 수 있다. 이에 따라, 챔버 개방 없이 고진공 환경에서 레이저 가공을 연속적으로 진행할 수 있으므로, 레이저 장치의 생산 효율을 증대시킬 수 있다.
아울러, 고진공 환경에서 레이저 가공을 진행할 수 있으므로, 기판(SUB)의 발광 소자에 수분 또는 산소가 침투하는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 기판(SUB) 즉, 표시 장치의 소자 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
계속해서, 상술한 바와 같은 일 실시예에 따른 레이저 장치의 레이저 가공 방법에 대해 설명한다. 도 1과 실질적으로 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호로 나타내고 자세한 부호를 생략한다.
도 2 내지 도 6은 일 실시예에 따른 레이저 장치의 가공 방법을 설명하기 위한 공정 단계별 구조도들이다.
도 2를 참조하면, 제1 기판(SUB1)에 대해 레이저 가공을 진행한다. 제1 기판(SUB1)은 레이저 모듈(LM)이 제1 기판(SUB1)의 일면 상에 레이저 빔(L)을 조사하여 가공될 수 있다. 여기서 가공은 에칭 또는 드릴링 공정을 포함할 수 있다. 제1 기판(SUB1)은 도 1을 참조하여 설명한 기판(SUB)과 실질적으로 동일한 구성일 수 있다.
레이저 모듈(LM)에서 방출된 레이저 빔(L)은 챔버 윈도우(CW)를 통과하여 제1 진공 챔버(CH1) 내로 진입할 수 있다. 챔버 윈도우(CW)를 통과한 광은 제1 보호 윈도우(PW1)를 통과하여 제1 기판(SUB1)의 일면 상에 조사될 수 있다.
제1 기판(SUB1)이 에칭 또는 드릴링 공정이 진행됨에 따라, 제1 기판(SUB1)으로부터 박리된 파티클(P)이 제1 보호 윈도우(PW1)를 향하여 하강하여 제1 보호 윈도우(PW1)의 일면 상에 적재될 수 있다. 이 경우, 파티클(P)로 인한 레이저 빔(L)의 굴절 또는 레이저 빔(L)의 투과율이 저하되어 레이저 가공의 품질이 저하될 수 있다.
이어서 도 3을 참조하면, 오염 감지부(200)를 통해 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염을 감지한다. 오염 감지부(200)는 제1 보호 윈도우(PW1) 상에 적재된 파티클(P)의 적재량을 감지하여 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염 여부를 감지할 수 있다.
오염 감지부(200)는 발광부(210)와 수광부(220)를 포함하며, 발광부(210)는 제1 보호 윈도우(PW1)의 일면 상에 광을 조사하고, 수광부(220)는 제1 보호 윈도우(PW1)에서 반사된 광을 수신하여 제1 보호 윈도우(PW1) 상에 적재된 파티클(P)의 적재량을 감지할 수 있다.
오염 감지부(200)는 미리 설정된 시간을 주기로 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염을 자동으로 감지할 수 있다. 이 때, 오염 감지부(200)의 감지 주기는 레이저 가공 공정 시간, 및 회수 등을 고려하여 설정될 수 있다.
오염 감지부(200)의 감지 주기는 제1 기판(SUB1)의 교체 주기와 일치할 수 있다. 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염을 감지하는 단계는 제1 기판(SUB1)의 레이저 가공 종료 시점에 진행될 수 있다. 즉, 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염을 감지하는 단계는 제1 기판(SUB1)이 캐리어(CR)에 의해 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)에서 반출된 상태에서 진행될 수 있다.
한편, 제1 기판(SUB1)은 복수의 기판을 의미할 수 있으며, 이 경우, 제1 기판(SUB1)의 교체 시점은 복수의 기판에 대한 다수 가공의 종료 시점을 의미할 수 있다.
이어서 도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염도가 임계치에 도달한 경우, 오염된 제1 보호 윈도우(PW1)는 이송부(300)에 의해 자동으로 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1) 외부로 이송될 수 있다. 제1 보호 윈도우(PW1)는 이송부(300)에 의해 제2 진공 챔버(CH2)로 이송될 수 있다. 이 때, 제1 보호 윈도우(PW1)는 제2 게이트 밸브(G2)를 통과하여 제2 진공 챔버(CH2)로 이송될 수 있다.
또한, 제2 진공 챔버(CH2)에 보관된 제2 보호 윈도우(PW2)는 이송부(300)에 의해 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)으로 이송된다. 즉, 오염된 제1 보호 윈도우(PW1)와 교체용 제2 보호 윈도우(PW2)는 이송부(300)에 의해 상호 교체될 수 있다. 제2 보호 윈도우(PW2)는 제2 게이트 밸브(G2)를 통과하여 제1 진공 챔버(CH1)로 이송될 수 있다.
상술한 바와 같이, 보호 윈도우 교체 시에도 제2 진공 챔버(CH2)는 진공 펌프 및 진공 밸브에 의해 진공으로 유지될 수 있다. 따라서, 제2 보호 윈도우(PW2)의 이송을 위해 제2 게이트 밸브(G2)가 열리더라도 제1 진공 챔버(CH1)의 진공도에는 영향을 미치지 않을 수 있다. 즉, 제1 보호 윈도우(PW1) 오염시, 제1 진공 챔버(CH1)의 고진공 환경을 유지하면서 제1 보호 윈도우(PW1)와 제2 보호 윈도우(PW2)를 교체할 수 있다. 이에 따라, 챔버 개방 없이 고진공 환경에서 레이저 가공을 연속적으로 진행할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
도 4 및 도 5에서는 제1 보호 윈도우(PW1)의 이송이 먼저 이루어지는 경우를 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제2 보호 윈도우(PW2)가 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)으로 이송된 이후에 제1 보호 윈도우(PW1)가 반출될 수 있으며, 제1 보호 윈도우(PW1)와 제2 보호 윈도우(PW2)가 동시에 이송되어 교체될 수도 있다.
이어서 도 6을 참조하면, 제2 기판(SUB2)에 대해 레이저 가공을 진행한다. 제2 기판(SUB2)은 레이저 모듈(LM)이 제2 기판(SUB2)의 일면 상에 레이저 빔(L)을 조사하여 가공될 수 있다. 제2 기판(SUB2)은 도 2를 참조하여 설명한 제1 기판(SUB1)과 실질적으로 동일한 구성일 수 있다.
레이저 모듈(LM)에서 방출된 레이저 빔(L)은 챔버 윈도우(CW)를 통과하여 제1 진공 챔버(CH1) 내로 진입할 수 있다. 챔버 윈도우(CW)를 통과한 광은 제2 보호 윈도우(PW2)를 통과하여 제2 기판(SUB2)의 일면 상에 조사될 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 레이저 가공 방법은 오염 감지부(200)에 의해 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염을 감지하고, 제1 진공 챔버(CH1)의 고진공 환경을 유지하면서 제1 보호 윈도우(PW1)와 제2 보호 윈도우(PW2)를 자동 교체할 수 있다. 이에 따라, 챔버 개방 없이 고진공 환경에서 레이저 가공을 연속적으로 진행할 수 있으므로, 레이저 장치의 생산 효율을 증대시킬 수 있다.
아울러, 고진공 환경에서 레이저 가공을 진행할 수 있으므로, 기판(SUB)의 발광 소자에 수분 또는 산소가 침투하는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 기판(SUB) 즉, 표시 장치의 소자 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 레이저 장치의 제어블록도이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 장치는 이송부(300)의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러(100)를 더 포함할 수 있다. 이송부(300)는 컨트롤러(100)의 컨트롤에 의해 동작되면서 제1 보호 윈도우(PW1) 또는 제2 보호 윈도우(PW2)를 이송시킬 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(100)가 이송부(300)의 동작을 컨트롤하기 위한 신호가 필요한데, 이는 오염 감지부(200), 공정 시간 감지부(410), 또는 공정 회수 감지부(420) 중 어느 하나 또는 두 개 이상으로부터 제공될 수 있다.
오염 감지부(200)는 제1 보호 윈도우(PW1) 상에 적재된 파티클(P)의 적재량을 감지하고, 그 정보를 컨트롤러(100)로 전송한다.
공정 시간 감지부(410)는 기판(SUB)에 대한 에칭 또는 드릴링 공정 시간을 감지하고, 그 정보를 컨트롤러(100)로 전송한다.
공정 회수 감지부(420)는 기판(SUB)에 대한 에칭 또는 드릴링 공정 회수를 감지하고, 그 정보를 컨트롤러(100)로 전송한다.
도 7에서는 오염 감지부(200), 공정 시간 감지부(410), 또는 공정 회수 감지부(420) 모두가 적용된 경우를 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 오염 감지부(200), 공정 시간 감지부(410), 또는 공정 회수 감지부(420) 중 어느 하나 또는 두 개 이상의 구성이 적용될 수도 있다. 즉, 컨트롤러(100)는 오염 감지부(200), 공정 시간 감지부(410), 또는 공정 회수 감지부(420)로부터 정보를 제공받아 이송부(300)를 컨트롤하여 보호 윈도우(PW1, PW2)를 자동으로 교체할 수 있다.
컨트롤러(100)는 중앙 처리 장치(110) 및 메모리(120)를 포함할 수 있다.
중앙 처리 장치(110)는 오염 감지부(200), 공정 시간 감지부(410), 또는 공정 회수 감지부(420)로부터 정보를 제공받아 보호 윈도우(PW1, PW2)를 이송시키도록 이송부(300)를 컨트롤하기 위해 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(120)는 중앙 처리 장치(110)와 연결될 수 있다. 메모리(120)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체로서, 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)는 RAM, ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태 중 하나일 수 있다.
컨트롤러(100)는 오염 감지부(200), 공정 시간 감지부(410), 또는 공정 회수 감지부(420)로부터 정보를 제공받아 보호 윈도우(PW1, PW2)를 이송시키도록 이송부(300)를 컨트롤할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(100)가 오염 감지부(200), 공정 시간 감지부(410), 또는 공정 회수 감지부(420)로부터 정보를 제공받아 보호 윈도우(PW1, PW2)를 이송시키도록 이송부(300)를 컨트롤하는 일련의 프로세스 등은 메모리(120)에 저장될 수 있다. 일반적으로, 소프트웨어 루틴이 메모리(120)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 다른 중앙 처리 장치에 의해 저장되거나 실행될 수 있다.
한편, 컨트롤러(100)의 프로세스가 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현될 수도 있다. 또한, 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현되는 것도 가능하다.
이하, 다른 실시예들에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서 이미 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호로서 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 8 내지 도 14는 다른 실시예에 따른 레이저 장치의 가공 방법을 설명하기 위한 공정 단계별 구조도들이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 장치는 제1 보호 윈도우(PW1')가 제1 영역(PA1) 및 제2 영역(PA2)을 포함하고, 제1 보호 윈도우(PW1')를 이동시키는 보호 윈도우 이동 모듈(500)을 더 포함한다는 점에서 도 1 내지 도 7의 실시예와 상이하다.
제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)은 제1 보호 윈도우(PW1')의 중심을 기준으로 일측에 위치하고, 제2 영역(PA2)은 제1 보호 윈도우(PW1')의 중심을 기준으로 타측에 위치할 수 있다.
제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1) 또는 제2 영역(PA2)은 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)에 배치될 수 있다. 또한, 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1) 또는 제2 영역(PA2)은 챔버 윈도우(CW) 상부에 배치되어 레이저 모듈(LM)과 중첩하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1) 또는 제2 영역(PA2)은 레이저 빔(L)을 투과시킴과 동시에 레이저 가공 공정이 수행됨에 따라 대상 기판으로부터 박리되어 떨어지는 파티클(P)로부터 챔버 윈도우(CW)가 오염되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 챔버 윈도우(CW) 상의 파티클(P)로 인한 굴절 또는 투과율 저하를 방지하고, 레이저 장치의 생산 효율을 증대시킬 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1) 또는 제2 영역(PA2)은 보호 윈도우 이동 모듈(500)에 의해 제1 진공 챔버(CH1) 내에서 왕복 이동하여 공정 영역(A1)과 부분적으로 중첩할 수 있다. 즉, 보호 윈도우 이동 모듈(500)은 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1) 또는 제2 영역(PA2)이 파티클(P)의 적재 범위에 위치할 수 있도록 제1 보호 윈도우(PW1')를 이동시키는 역할을 할 수 있다.
구체적으로, 제1 기판(SUB1)의 레이저 가공 시, 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)이 챔버 윈도우(CW) 및 레이저 빔(L)의 조사 영역과 중첩할 수 있다. 이 경우, 보호 윈도우 이동 모듈(500)은 제1 보호 윈도우(PW1')를 레이저 모듈(LM)의 중심으로부터 제2 방향(DR2)으로 소정 거리 이동시킬 수 있다.
레이저 모듈(LM)에서 방출된 레이저 빔(L)은 챔버 윈도우(CW)를 통과하여 제1 진공 챔버(CH1) 내로 진입할 수 있다. 챔버 윈도우(CW)를 통과한 광은 제1 보호 윈도우(PW1)를 통과하여 제1 기판(SUB1)의 일면 상에 조사될 수 있다.
제1 기판(SUB1)이 에칭 또는 드릴링 공정이 진행됨에 따라, 제1 기판(SUB1)으로부터 박리된 파티클(P)이 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)을 향하여 하강하여 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)의 일면 상에 적재될 수 있다.
이외 레이저 모듈(LM) 및 챔버 윈도우(CW)는 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 바 있으므로, 중복되는 내용은 생략한다.
이어서 도 9를 참조하면, 오염 감지부(200)를 통해 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)의 오염을 감지한다. 오염 감지부(200)는 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1) 상에 적재된 파티클(P)의 적재량을 감지하여 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)의 오염 여부를 감지할 수 있다.
오염 감지부(200)는 발광부(210)와 수광부(220)를 포함하며, 발광부(210)는 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)의 일면 상에 광을 조사하고, 수광부(220)는 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)에서 반사된 광을 수신하여 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1) 상에 적재된 파티클(P)의 적재량을 감지할 수 있다.
오염 감지부(200)는 미리 설정된 시간을 주기로 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)의 오염을 자동으로 감지할 수 있다. 이 때, 오염 감지부(200)의 감지 주기는 레이저 가공 공정 시간, 및 회수 등을 고려하여 설정될 수 있다.
오염 감지부(200)의 감지 주기는 제1 기판(SUB1)의 교체 주기와 일치할 수 있다. 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)의 오염을 감지하는 단계는 제1 기판(SUB1)의 레이저 가공 종료 시점에 진행될 수 있다. 즉, 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)의 오염을 감지하는 단계는 제1 기판(SUB1)이 캐리어(CR)에 의해 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)에서 반출된 상태에서 진행될 수 있다.
한편, 제1 기판(SUB1)은 복수의 기판을 의미할 수 있으며, 이 경우, 제1 기판(SUB1)의 교체 시점은 복수의 기판에 대한 다수 가공의 종료 시점을 의미할 수 있다.
이어서 도 10을 참조하면, 제1 보호 윈도우(PW1')의 제1 영역(PA1)의 오염도가 임계치에 도달한 경우, 보호 윈도우 이동 모듈(500)에 의해 제1 보호 윈도우(PW1')가 소정 거리 이동된다. 이 때, 보호 윈도우 이동 모듈(500)은 제1 보호 윈도우(PW1')를 레이저 모듈(LM)의 중심으로부터 제2 방향(DR2)의 반대 방향으로 이동시킴으로써, 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2)이 레이저 빔(L)의 조사 영역과 중첩하도록 배치할 수 있다.
이에 따라, 제1 보호 윈도우(PW1') 영역 중 오염된 제1 영역(PA1)을 제외한 나머지 제2 영역(A2)을 이용하여 레이저 가공을 연속적으로 진행할 수 있다. 즉, 제1 보호 윈도우(PW1')의 교체 주기가 길어질 수 있으므로 레이저 장치의 생산 효율이 증대될 수 있다.
제1 보호 윈도우(PW1') 이동 후, 제2 기판(SUB2)에 대해 레이저 가공을 진행한다. 레이저 모듈(LM)에서 방출된 레이저 빔(L)은 챔버 윈도우(CW)를 통과하여 제1 진공 챔버(CH1) 내로 진입할 수 있다. 챔버 윈도우(CW)를 통과한 광은 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(A2)을 통과하여 제2 기판(SUB2)의 일면 상에 조사될 수 있다.
제2 기판(SUB2)이 에칭 또는 드릴링 공정이 진행됨에 따라, 제2 기판(SUB2)으로부터 박리된 파티클(P)이 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2)을 향하여 하강하여 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2)의 일면 상에 적재될 수 있다.
이어서, 도 11을 참조하면, 오염 감지부(200)를 통해 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2)의 오염을 감지한다. 오염 감지부(200)는 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2) 상에 적재된 파티클(P)의 적재량을 감지하여 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2)의 오염 여부를 감지할 수 있다.
오염 감지부(200)는 발광부(210)와 수광부(220)를 포함하며, 발광부(210)는 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2)의 일면 상에 광을 조사하고, 수광부(220)는 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2)에서 반사된 광을 수신하여 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2) 상에 적재된 파티클(P)의 적재량을 감지할 수 있다.
오염 감지부(200)는 미리 설정된 시간을 주기로 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2)의 오염을 자동으로 감지할 수 있다. 이 때, 오염 감지부(200)의 감지 주기는 레이저 가공 공정 시간, 및 회수 등을 고려하여 설정될 수 있다.
오염 감지부(200)의 감지 주기는 제2 기판(SUB2)의 교체 주기와 일치할 수 있다. 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2)의 오염을 감지하는 단계는 제2 기판(SUB2)의 레이저 가공 종료 시점에 진행될 수 있다. 즉, 제1 보호 윈도우(PW1')의 제2 영역(PA2)의 오염을 감지하는 단계는 제2 기판(SUB2)이 캐리어(CR)에 의해 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)에서 반출된 상태에서 진행될 수 있다.
한편, 제2 기판(SUB2)은 복수의 기판을 의미할 수 있으며, 이 경우, 제2 기판(SUB2)의 교체 시점은 복수의 기판에 대한 다수 가공의 종료 시점을 의미할 수 있다.
이어서, 도 12 및 도 13을 참조하면, 제1 보호 윈도우(PW1')의 전면 즉, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)이 오염 임계치에 도달한 경우, 제1 보호 윈도우(PW1')는 이송부(300)에 의해 자동으로 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1) 외부로 이송된다. 제1 보호 윈도우(PW1')는 이송부(300)에 의해 제2 진공 챔버(CH2)로 이송될 수 있다. 이 때, 제1 보호 윈도우(PW1')는 제2 게이트 밸브(G2)를 통해 제2 진공 챔버(CH2)로 이송될 수 있다.
또한, 제2 진공 챔버(CH2)에 보관된 제2 보호 윈도우(PW2')는 이송부(300)에 의해 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)으로 이송된다. 즉, 오염된 제1 보호 윈도우(PW1')와 교체용 제2 보호 윈도우(PW2')는 이송부(300)에 의해 상호 교체될 수 있다. 제2 보호 윈도우(PW2')는 제2 게이트 밸브(G2)를 통과하여 제1 진공 챔버(CH1)로 이송될 수 있다.
상술한 바와 같이, 보호 윈도우 교체 시에도 제2 진공 챔버(CH2)는 진공 펌프 및 진공 밸브에 의해 진공으로 유지될 수 있다. 따라서, 제2 보호 윈도우(PW2')의 이송을 위해 제2 게이트 밸브(G2)가 열리더라도 제1 진공 챔버(CH1)의 진공도에는 영향을 미치지 않을 수 있다. 즉, 제1 보호 윈도우(PW1') 오염시, 제1 진공 챔버(CH1)의 고진공 환경을 유지하면서 제1 보호 윈도우(PW1')와 제2 보호 윈도우(PW2')를 교체할 수 있다. 이에 따라, 챔버 개방 없이 고진공 환경에서 레이저 가공을 연속적으로 진행할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
도 12 및 도 13에서는 제1 보호 윈도우(PW1')의 이송이 먼저 이루어지는 경우를 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제2 보호 윈도우(PW2')가 제1 진공 챔버(CH1)의 공정 영역(A1)으로 이송된 이후에 제1 보호 윈도우(PW1') 가 반출될 수 있으며, 제1 보호 윈도우(PW1')와 제2 보호 윈도우(PW2')가 동시에 이송되어 교체될 수도 있다.
이어서 도 14를 참조하면, 제3 기판(SUB3)에 대해 레이저 가공을 진행한다. 제3 기판(SUB3)의 레이저 가공 시, 제2 보호 윈도우(PW2')의 제1 영역(PA1)이 챔버 윈도우(CW) 및 레이저 빔(L)의 조사 영역과 중첩할 수 있다. 이 경우, 보호 윈도우 이동 모듈(500)은 제2 보호 윈도우(PW2')의 제1 영역(PA)이 레이저 빔(L)의 조사 영역과 중첩하도록 제2 보호 윈도우(PW2')를 이동시키는 역할을 할 수 있다. 즉, 보호 윈도우 이동 모듈(500)은 제2 보호 윈도우(PW2')를 레이저 모듈(LM)의 중심으로부터 제2 방향(DR2)으로 소정 거리 이동시킬 수 있다.
레이저 모듈(LM)에서 방출된 레이저 빔(L)은 챔버 윈도우(CW)를 통과하여 제1 진공 챔버(CH1) 내로 진입할 수 있다. 챔버 윈도우(CW)를 통과한 광은 제2 보호 윈도우(PW2')의 제1 영역(PA1)을 통과하여 제3 기판(SUB3)의 일면 상에 조사될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 레이저 장치 및 레이저 가공 방법은 보호 윈도우(PW1', PW2')의 제1 영역(PA1) 오염 시, 보호 윈도우 이동 모듈(500)을 통해 보호 윈도우(PW1', PW2')를 소정 간격 이동시켜 제2 영역(PA2)을 파티클(P)의 적재면으로 활용할 수 있다. 이에 따라, 보호 윈도우(PW1', PW2')의 교체 주기가 길어질 수 있으므로 레이저 장치의 생산 효율이 증대될 수 있다.
아울러, 오염 감지부(200)에 의해 제1 보호 윈도우(PW1')의 오염을 감지하고, 제1 진공 챔버(CH1)의 고진공 환경을 유지하면서 제1 보호 윈도우(PW1')와 제2 보호 윈도우(PW2')를 자동 교체할 수 있다. 이에 따라, 챔버 개방 없이 고진공 환경에서 레이저 가공을 연속적으로 진행할 수 있다. 또한, 고진공 환경에서 레이저 가공을 진행할 수 있으므로, 기판(SUB)의 발광 소자에 수분 또는 산소가 침투하는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 기판(SUB) 즉, 표시 장치의 소자 신뢰성을 향상시킬 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
도 15는 다른 실시예에 따른 레이저 장치의 제어블록도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 장치의 컨트롤러(100)는 보호 윈도우 이동 모듈(500)의 동작을 컨트롤할 수 있다. 보호 윈도우 이동 모듈(500)은 컨트롤러(100)의 컨트롤에 의해 동작되면서 보호 윈도우(PW1', PW2')의 특정 영역이 레이저 모듈(LM)과 중첩하도록 소정 간격 이동시킬 수 있다.
이 경우, 컨트롤러(100)가 보호 윈도우 이동 모듈(500)의 동작을 컨트롤하기 위한 신호가 필요한데, 이는 오염 감지부(200), 공정 시간 감지부(410), 또는 공정 회수 감지부(420) 중 어느 하나 또는 두 개 이상으로부터 제공될 수 있다.
오염 감지부(200)는 보호 윈도우(PW1', PW2') 상에 적재된 파티클(P)의 적재량을 감지하고, 그 정보를 컨트롤러(100)로 전송한다.
공정 시간 감지부(410)는 기판(SUB)에 대한 에칭 또는 드릴링 공정 시간을 감지하고, 그 정보를 컨트롤러(100)로 전송한다.
공정 회수 감지부(420)는 기판(SUB)에 대한 에칭 또는 드릴링 공정 회수를 감지하고, 그 정보를 컨트롤러(100)로 전송한다.
도 15에서는 오염 감지부(200), 공정 시간 감지부(410), 또는 공정 회수 감지부(420) 모두가 적용된 경우를 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 오염 감지부(200), 공정 시간 감지부(410), 또는 공정 회수 감지부(420) 중 어느 하나 또는 두 개 이상의 구성이 적용될 수도 있다. 즉, 컨트롤러(100)는 오염 감지부(200), 공정 시간 감지부(410), 또는 공정 회수 감지부(420)로부터 정보를 제공받아 보호 윈도우 이동 모듈(500)을 컨트롤하여 보호 윈도우(PW1', PW2')의 오염되지 않은 부분이 레이저 모듈(LM)과 중첩하도록 위치시킬 수 있다.
컨트롤러(100)는 중앙 처리 장치(110) 및 메모리(120)를 포함할 수 있다.
중앙 처리 장치(110) 및 메모리(120)는 도 7을 참조하여 설명한 바 있으므로, 중복되는 내용은 생략한다.
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.
CH1: 제1 진공 챔버
CH2: 제2 진공 챔버
SUB: 기판
CR: 캐리어
CW: 챔버 윈도우
PW1: 제1 보호 윈도우
PW2: 제2 보호 윈도우
LM: 레이저 모듈
200: 오염 감지부
300: 이송부
CS: 카세트
SL: 슬롯

Claims (22)

  1. 대상 기판이 가공되는 제1 진공 챔버;
    상기 제1 진공 챔버의 외부에 배치된 레이저 모듈;
    상기 제1 진공 챔버의 내부에 배치되고, 상기 대상 기판이 안착되는 캐리어;
    상기 제1 진공 챔버의 일면에 배치되고, 상기 레이저 모듈에 의해 조사된 레이저 빔이 통과하는 챔버 윈도우;
    상기 캐리어와 상기 챔버 윈도우 사이에 위치하는 제1 보호 윈도우;
    상기 제1 진공 챔버의 일측에 배치된 제2 진공 챔버;
    상기 제2 진공 챔버 내부에 위치하는 제2 보호 윈도우;
    상기 제1 진공 챔버 내부와 상기 제2 진공 챔버 내부 사이를 왕복 이동하는 이송부; 및
    상기 제1 진공 챔버와 상기 제2 진공 챔버 사이에 위치하는 제2 게이트 밸브를 포함하되,
    상기 이송부는 상기 제1 진공 챔버 내부에 배치된 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 게이트 밸브를 통해 상기 제2 진공 챔버 내부로 이송하고, 상기 제2 진공 챔버 내부에 배치된 상기 제2 보호 윈도우를 상기 제2 게이트 밸브를 통해 상기 제1 진공 챔버 내부로 이송하는 레이저 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 진공 챔버는 상기 레이저 빔에 의해 상기 대상 기판이 가공되는 공정 영역을 더 포함하고,
    상기 제1 보호 윈도우는 상기 이송부에 의해 상기 공정 영역에서 상기 제2 진공 챔버로 이송되는 레이저 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 이송부는 상기 공정 영역과 상기 제2 진공 챔버 사이에 위치하는 레이저 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버 윈도우를 통과한 상기 레이저 빔은 상기 제1 보호 윈도우를 통과하여 상기 대상 기판의 일면 상에 조사되는 레이저 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 진공 챔버 내에 배치된 카세트를 더 포함하고,
    상기 제2 보호 윈도우는 상기 카세트에 거치되는 레이저 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 보호 윈도우와 상기 제2 보호 윈도우는 쿼츠(quartz) 재질로 이루어지는 레이저 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 진공 챔버의 일측에 위치하는 챔버 도어를 더 포함하고,
    상기 챔버 도어를 통해 상기 제2 보호 윈도우들이 상기 제2 진공 챔버를 출입하는 레이저 장치.
  9. 제1 항 내지 제4 항 및 제6 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 보호 윈도우의 오염 여부를 감지하는 오염 감지부를 더 포함하는 레이저 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 오염 감지부의 감지 신호에 기초하여 상기 이송부를 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함하는 레이저 장치.
  11. 제1 항 내지 제4 항 및 제6 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 보호 윈도우는 중심을 기준으로 일측에 위치하는 제1 영역 및 타측에 위치하는 제2 영역을 포함하되,
    상기 제1 보호 윈도우를 이동시키는 보호 윈도우 이동 모듈을 더 포함하는 레이저 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 보호 윈도우 이동 모듈의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함하되,
    상기 컨트롤러는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 오염되지 않은 어느 하나가 상기 레이저 빔의 경로로 이동하도록 상기 보호 윈도우 이동 모듈을 컨트롤하는 레이저 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 진공 챔버의 타측에 위치하는 제1 게이트 밸브를 더 포함하고,
    상기 제1 게이트 밸브를 통해 상기 대상 기판이 출입하는 레이저 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 진공 챔버는 진공 펌프 및 진공 밸브에 의해 진공으로 유지되도록 구성되고,
    상기 이송부는 외부 구동원과 연결되는 레이저 장치.
  15. 챔버 윈도우를 포함하는 제1 진공 챔버, 및 상기 제1 진공 챔버의 일측에 배치된 제2 진공 챔버, 상기 제1 진공 챔버 내부와 상기 제2 진공 챔버 내부 사이를 왕복 이동하는 이송부 및 상기 제1 진공 챔버와 상기 제2 진공 챔버 사이에 위치하는 제2 게이트 밸브를 준비하는 단계;
    상기 제1 진공 챔버 내에 상기 챔버 윈도우와 중첩하도록 제1 보호 윈도우를 배치하는 단계;
    상기 제1 진공 챔버 내에 제1 대상 기판을 배치하는 단계;
    상기 챔버 윈도우와 상기 제1 보호 윈도우를 통해 레이저 빔을 조사하여 제1 대상 기판을 레이저 가공하는 단계;
    상기 제1 진공 챔버 내부에 배치된 상기 제1 보호 윈도우를 상기 이송부를 이용하여 상기 제2 게이트 밸브를 통해 상기 제2 진공 챔버 내부로 이송하는 단계; 및
    상기 제2 진공 챔버 내부에 배치된 제2 보호 윈도우를 상기 이송부를 이용하여 상기 제2 게이트 밸브를 통해 제1 진공 챔버 내부로 이송하는 단계를 포함하는 레이저 가공 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 진공 챔버의 외부에 위치하는 레이저 모듈을 더 포함하고,
    상기 레이저 빔은 상기 레이저 모듈로부터 조사되어 상기 챔버 윈도우 및 상기 제1 보호 윈도우를 통과하여 상기 제1 대상 기판의 일면 상에 제공되는 레이저 가공 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 대상 기판을 레이저 가공하는 단계 이후에 상기 제1 보호 윈도우의 오염을 감지하는 단계를 더 포함하는 레이저 가공 방법.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 진공 챔버는 진공 펌프 및 진공 밸브에 의해 진공으로 유지되고,
    상기 이송부는 외부 구동원과 연결되는 레이저 가공 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 보호 윈도우를 상기 이송부를 이용하여 상기 제2 게이트 밸브를 통해 상기 제1 진공 챔버로 이송시키는 단계 이후에, 상기 제1 진공 챔버 내에 상기 제2 보호 윈도우와 중첩하도록 제2 대상 기판을 배치하는 단계를 더 포함하는 레이저 가공 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 챔버 윈도우와 상기 제2 보호 윈도우를 통해 상기 레이저 빔을 조사하여 상기 제2 대상 기판을 가공하는 단계를 더 포함하는 레이저 가공 방법.

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