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KR101958694B1 - Ela 장치용 기판 지지모듈 - Google Patents

Ela 장치용 기판 지지모듈 Download PDF

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KR101958694B1
KR101958694B1 KR1020160025804A KR20160025804A KR101958694B1 KR 101958694 B1 KR101958694 B1 KR 101958694B1 KR 1020160025804 A KR1020160025804 A KR 1020160025804A KR 20160025804 A KR20160025804 A KR 20160025804A KR 101958694 B1 KR101958694 B1 KR 101958694B1
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substrate
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vacuum suction
support
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심형기
이기웅
김무일
김이호
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에이피시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 ELA 장치용 기판 지지모듈에 관한 것으로서, 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어, 기판을 스테이지 상에 로딩 또는 언로딩시키는 지지대와, 상기 지지대를 승하강시키는 승하강구동부를 포함하여 구성되는 ELA 장치용 기판 지지모듈에 있어서, 상기 스테이지는 소정 구역으로 분할되어 각 구역은 서로 독립적인 진공흡입영역을 형성하되, 상기 진공흡입영역은 상기 스테이지의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 형성되어 상기 기판의 중심부부터 순차적으로 상기 스테이지에 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 ELA 장치용 기판 지지모듈을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은 기판이 안착되는 스테이지를 소정 구역으로 분할하여 독립적인 진공흡입영역을 형성하여 스테이지의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 함으로써, 기판의 중심부부터 순차적으로 스테이지에 접촉되도록 하여 기판과 스테이지 사이에서 발생하는 에어 포켓의 생성을 방지하여 기판의 워프(warp) 현상을 최소화하는 이점이 있다.

Description

ELA 장치용 기판 지지모듈{Substrate supporting module for ELA apparatus}
본 발명은 ELA 장치용 기판 지지모듈에 관한 것으로서, 기판이 안착되는 스테이지를 소정 구역으로 분할하여 독립적인 진공흡입영역을 형성하여 스테이지의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 함으로써, 기판과 스테이지 사이에서 발생하는 에어 포켓의 생성을 방지하여 기판의 워프(warp) 현상을 최소화하기 위한 ELA 장치용 기판 지지모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 기판 또는 박막의 결정화를 위한 방법으로는, 기판 또는 박막을 챔버 내부의 스테이지 상에 안착시키고 고온 상태에서 어닐링하거나, 기판 상에 박막을 고온에서 증착하는 방법이 있다. 이러한 기판 또는 박막의 어닐링 및 고온 상태에서의 박막 증착과정을 본 발명에서는 통칭하여 '어닐링'(annealing) 과정이라고 하며, 기판 또는 기판 상에 증착된 박막을 편의상 '기판'이라고 한다.
그러나, 이러한 고온에서의 어닐링은, 고온 분위기에서의 열화학 반응에 의해 챔버 내부를 오염시키거나, 챔버 내부에 필요 없는 화합물을 생성하여 기판의 오염을 초래하는 단점이 있다.
또한, 불균일한 온도 구배에 의해 열처리 균일도가 일정하지 않아 기판 또는 박막 상에 무라(mura)를 형성하거나, 고온 분위기의 조성을 위한 시간이 많이 소요되어 공정 비용이 높아지고, 생산성은 낮은 단점이 있다.
최근에는 기판의 대형화 및 박판 추세에 따라 레이저를 이용한 어닐링 방법이 연구되고 있으며, 특히, 엑시머 레이저를 이용한 어닐링(Eximer Laser Annealing; ELA) 방법은, 엑시머 레이저를 기판 또는 박막 상에 조사하여, 기판 또는 박막을 순간적으로 가열하여 결정화를 유도하는 방법이다.
이러한 ELA 방법은 기판 또는 박막 전체에 대한 어닐링 균일도가 우수하여 대면적 기판에 적용하기가 용이하고, 레이저빔이 조사되는 국부적인 영역만을 순간적으로 가열하게 되므로, 박판의 기판에의 적용성도 뛰어난 장점이 있으며, 생산성이 높아 최근 연구가 활발한 실정이다.
일반적으로, ELA 방법을 위한 장치는, 챔버, 챔버 내부에 배치되며, 기판이 안착되는 지지모듈, 챔버 외부에 배치되어 레이저빔을 발생시키는 레이저 발생기, 챔버의 일측에 형성되어 레이저빔을 챔버 내부로 투과시키는 윈도우 및 챔버의 외부에서 레이저 빔의 경로 상에 형성되어 레이저빔을 윈도우를 통해 챔버 내부로 안내하여, 기판 또는 박막 상으로 조사시키는 광학계 등을 포함하여 구성된다.
여기에서, 상기 기판이 안착되는 지지모듈은, 기판이 안착되는 스테이지, 스테이지를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어, 기판을 로딩 또는 언로딩시키는 지지대, 지지대를 승하강시키는 승하강구동부를 포함하여 구성된다.
이러한 ELA 장치를 통해, 어닐링을 하고자 하는 기판을 챔버 내부로 인입시키고, 상기 스테이지 상에 안착시키게 되는데, 스테이지 상에 안착시키기 전에 승하강구동부를 이용하여 지지대를 상승시켜 스테이지 상측으로 돌출되도록 하여, 상기 지지대 상에 기판이 안착되도록 하는 것이다.
그리고, 지지대 상에 기판이 안착되면, 승하강구동부를 이용하여 지지대를 하강시켜 스테이지 내부로 지지대는 완전히 수용되고, 기판은 스테이지 상에 안착되는 것이다.
그 다음, 기판이 스테이지 상으로 로딩이 완료되면, 스테이지를 공정 진행 방향으로 이동시키면서, 레이저발생기를 작동시켜 레이저 빔을 기판 상에 조사하게 되면 기판의 어닐링 과정이 진행되게 된다.
종래의 이러한 지지모듈에서의 스테이지는 그 상측에 안착되는 기판의 워프(warp)를 최소화하고, 에어 포켓(air pocket)을 방지하기 위하여 스테이지 상부에 도 1과 같은 일정한 패턴을 구성하였다.
상기 스테이지(10) 상부에 형성된 패턴은 1.2mm 폭의 오목한 홈이 60mm 간격으로 격자 형태로 형성된 에어벤트채널(11)과 스테이지(10)의 중앙부에 형성된 진공흡입채널(12)로 구현된다. 상기 진공흡입채널(12)은 외부에 별도로 마련된 진공펌프와 연결되어, 스테이지(10) 상측에 안착된 기판은 스테이지(10) 상에 안정적으로 고정되게 된다.
그러나, 특히 대면적 기판의 경우, 에어벤트채널(11)의 패턴의 형상이 기판의 대형화에 대응하지 못하여, 간헐적으로 에어 포켓 현상을 일으키게 되며, 이는 기판의 워프 현상의 원인이 되고 있다.
이러한 기판의 워프 현상은 D.O.F(Depth of Field)의 높이 차이에 의한 무라(mura) 현상으로 이어져 기판의 품질 저하를 초래하게 된다.
또한, 에어벤트채널(11) 및 진공흡입채널(12)에 의해 기판의 전영역에서 동시에 진공흡입이 이루어지기 때문에, 대면적 박판 기판의 경우, 자중에 의해 중심부의 쳐짐 현상이 두드러지게 되며, 이에 따른 진공 흡착에 시간차가 발생하게 되어, 에어 포켓의 발생 원인이 또한 되고 있다.
또한, 종래의 스테이지는 외곽부가 비개방 상태로, 즉 에어벤트채널(11) 및 진공흡입채널(12)이 스테이지(10)의 끝단까지 형성되어 있지 않아 기판이 스테이지 상에 안착된 후 잔류된 에어 포켓의 제거를 진공으로 제거하여야 한다. 이 과정에서 에어 포켓이 완전히 제거되지 않을 가능성이 높으며, 이는 여전히 기판의 품질 저하를 초래하게 된다.
대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2010-0138510호. 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2013-0071284호. 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2014-0062593호.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판이 안착되는 스테이지를 소정 구역으로 분할하여 독립적인 진공흡입영역을 형성하여 스테이지의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 함으로써, 기판과 스테이지 사이에서 발생하는 에어 포켓의 생성을 방지하여 기판의 워프(warp) 현상을 최소화하기 위한 ELA 장치용 기판 지지모듈의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어, 기판을 스테이지 상에 로딩 또는 언로딩시키는 지지대와, 상기 지지대를 승하강시키는 승하강구동부를 포함하여 구성되는 ELA 장치용 기판 지지모듈에 있어서, 상기 스테이지는 소정 구역으로 분할되어 각 구역은 서로 독립적인 진공흡입영역을 형성하되, 상기 진공흡입영역은 상기 스테이지의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 형성되어 상기 기판의 중심부부터 순차적으로 상기 스테이지에 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 ELA 장치용 기판 지지모듈을 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 진공흡입영역은, 사각 형상으로 형성되며, 중앙 부분에 형성된 제1영역, 상기 제1영역의 대향되는 모서리 바깥쪽으로 각각 형성된 제2영역, 상기 제2영역 바깥쪽으로 각각 형성된 제3영역, 상기 제1영역의 대향되는 다른 모서리 바깥쪽으로 각각 형성된 제4영역, 상기 제2영역 및 제3영역 그리고 제4영역으로 둘러싸인 스테이지의 각 꼭지점 부분에 각각 형성된 제5영역으로 이루어지며, 제1영역에서 제5영역까지 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 ELA 장치용 기판 지지모듈은, 각 구역별로 진공흡입영역의 작동을 제어하고, 각 구역별로 압력 체크를 통하여 기판의 워프 현상을 체크한 후 개별 제어를 통해 압력을 보정하는 진공제어부가 형성되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 스테이지는, 상부에 소정의 패턴이 격자 형태로 형성되며, 상기 패턴은 각 구역별로 독립적인 진공 흡입이 구현되도록 구획되어 형성되는 것이 바람직하며, 상기 패턴은, 깊이 0.2mm~0.4mm, 폭 2.5mm~3.5mm, 간격 4.5mm~5.0mm의 오목한 홈으로, 그 길이방향에 대해 수직으로 절단한 단면이 직사각형 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 패턴은, 상기 스테이지의 가장자리부까지 연장되어 형성되어, 상기 스테이지의 외곽부가 개방되도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지대는, 상기 스테이지의 전 영역에 대해 복수개로 배치되며, 상기 기판의 벤딩이 유도되도록 상기 스테이지의 중앙 부분에 있는 지지대의 높이가 스테이지의 외곽 부분에 있는 지지대의 높이보다 상대적으로 낮게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지대는, 하부는 경질의 재질로 형성되며, 상부는 탄성력이 있는 재질로 형성된 이중 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 기판이 안착되는 스테이지를 소정 구역으로 분할하여 독립적인 진공흡입영역을 형성하여 스테이지의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 함으로써, 기판의 중심부부터 순차적으로 스테이지에 접촉되도록 하여 기판과 스테이지 사이에서 발생하는 에어 포켓의 생성을 방지하여 기판의 워프(warp) 현상을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 상기 진공흡입영역 별로 진공흡입 여부에 대한 작동을 제어하고, 각 영역별로 압력 체크를 통해 기판의 워프 현상을 체크한 후 문제가 되는 해당 영역에 대한 압력을 보정하여, 기판 전체에 균일한 압력이 작용하도록 하여, 기판의 워프 현상을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 스테이지 상부에 소정의 격자 형태의 패턴을 형성하여, 스테이지와 기판과의 접촉 면적을 최소화하고, 공기의 흐름을 원활하게 하여 기판의 온도 구배를 최소화하여, 기판에 발생하는 무라(mura)를 최소화함으로써 고품질의 기판을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 스테이지 상부에 형성된 격자 형태의 패턴은 스테이지의 가장자리부까지 연장되어 형성되어, 스테이지의 외곽부로 자연 잔압이 제거되는 방식으로 구현되어, 기판과 스테이지 사이에서 발생하는 에어 포켓의 생성을 더욱 최소화시키는 효과가 있다.
도 1 - 종래의 ELA 장치용 기판 지지모듈의 주요부에 대한 사시도.
도 2 - 본 발명에 따른 ELA 장치용 기판 지지모듈의 주요부에 대한 사시도.
도 3 - 본 발명에 따른 ELA 장치용 기판 지지모듈의 주요부에 대한 정면도.
도 4 - 종래 기술(a) 및 본 발명에 따른 ELA 장치용 기판 지지모듈(b)의 스테이지에 대한 모식도.
도 5 - 본 발명에 따른 ELA 장치용 기판 지지모듈의 지지대에 대한 모식도.
본 발명은 ELA 장치에 사용되는 기판 지지모듈에 관한 것으로서, 기판이 안착되는 스테이지를 소정 구역으로 분할하여 독립적인 진공흡입영역을 형성하여 스테이지의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 함으로써, 기판의 중심부부터 순차적으로 스테이지에 접촉되도록 하여 기판과 스테이지 사이에서 발생하는 에어 포켓의 생성을 방지하여 기판의 워프(warp) 현상을 최소화하도록 한 것이다.
또한, 스테이지 상부에 소정의 격자 형태의 패턴을 형성하여, 스테이지와 기판과의 접촉 면적을 최소화하고, 공기의 흐름을 원활하게 하여 기판의 온도 구배를 최소화하여, 기판에 발생하는 무라(mura)를 최소화함으로써 고품질의 기판을 얻을 수 있도록 하는 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 2는 본 발명에 따른 ELA 장치용 기판 지지모듈의 주요부에 대한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 ELA 장치용 기판 지지모듈의 주요부에 대한 정면도이고, 도 4는 종래 기술(a) 및 본 발명에 따른 ELA 장치용 기판 지지모듈(b)의 스테이지에 대한 모식도이고, 도 5는 본 발명에 따른 ELA 장치용 기판 지지모듈의 지지대에 대한 모식도이다.
일반적으로 ELA 장치는, 상술한 바와 같이, 진공 분위기의 챔버, 챔버 내부에 배치되며, 기판(110)이 안착되는 지지모듈, 챔버 외부에 배치되어 레이저빔을 발생시키는 레이저 발생기, 챔버의 일측에 형성되어 레이저빔을 챔버 내부로 투과시키는 윈도우 및 챔버의 외부에서 레이저빔의 경로 상에 형성되어 레이저빔을 윈도우를 통해 챔버 내부로 안내하여, 기판(110) 상으로 조사시키는 광학계 등을 포함하여 구성된다.
본 발명에서의 레이저발생기는, 특히 엑시머 레이저를 발생시키는 장치로서, 엑시머 레이저를 기판 또는 박막 상에 조사하여, 기판 또는 박막을 순간적으로 가열하여 결정화를 유도하게 되는 것이다.
본 발명은 상기 ELA 장치에서, 기판(110)을 안착시키고, 안착된 기판(110)을 공정 진행 방향으로 이동시키는 기판 지지모듈(100)에 관한 것으로서, 이러한 지지모듈은 일반적으로, 기판(110)이 안착되는 스테이지(120), 스테이지(120)를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어, 기판(110)을 로딩 또는 언로딩시키는 지지대(130), 지지대(130)를 승하강시키는 승하강구동부로 크게 구성된다. 상기 승하강구동부에 대한 구성은 상기 선행기술문헌을 참고로 하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 지지모듈(100)은, 기판(110)이 안착되는 스테이지(120)와, 상기 스테이지(120)를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어, 기판(110)을 스테이지(120) 상에 로딩 또는 언로딩시키는 지지대(130)와, 상기 지지대(130)를 승하강시키는 승하강구동부를 포함하여 구성되는 ELA 장치용 기판 지지모듈(100)에 있어서, 상기 스테이지(120)는 소정 구역으로 분할되어 각 구역은 서로 독립적인 진공흡입영역을 형성하되, 상기 진공흡입영역은 상기 스테이지(120)의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 형성되어 상기 기판(110)의 중심부부터 순차적으로 상기 스테이지(120)에 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 기판 지지모듈(100)은 일반적으로 기판(110)의 형태에 대응되게 형성되며, 상측에는 상면이 노출된 스테이지(120)가 배치되고, 상기 스테이지(120) 주변으로는 레이저빔이 투과될 수 있도록 투명한 석영창이 형성된다. 그리고 상기 지지모듈은, 스테이지(120) 상하 방향으로 관통하도록 설치되는 지지대(130)가 수용되고, 상기 지지대(130)를 승하강시키는 승하강구동부가 수용되며, 상기 진공흡입영역의 제어를 위한 진공제어부가 수용될 수 있도록 사각박스 형태로 형성된다.
상기 스테이지(120)는 판상 형태로 형성되며, 어닐링하고자 하는 기판(110)의 형태에 대응되거나, 그보다 크게 형성되며, 상기 지지대(130)가 상기 스테이지(120)의 상하방향으로 관통하도록 형성되므로, 상기 스테이지(120)에는 지지대수용홀이 형성된다.
한편, 어닐링을 하고자 하는 기판(110)을 챔버 내부로 인입시키고, 기판(110)을 상기 스테이지(120) 상에 안착시키게 되는데, 이 경우 기판(110)의 안정적인 고정을 위해서 기판(110)을 진공으로 흡착하여 스테이지(120) 상에 고정시키게 된다. 이는 스테이지(120)에 공기가 빠지게 하는 에어벤트채널 및 공기를 흡입하는 진공흡입채널 등의 구성을 구현하여 스테이지(120) 하부에서 공기를 흡입하여 스테이지(120) 상에 기판(110)을 고정시키게 된다.
이 경우, 상기 스테이지(120)는 소정 구역으로 분할되어 각 구역은 서로 독립적인 진공흡입영역을 형성하되, 상기 진공흡입영역은 상기 스테이지(120)의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 형성되어 상기 기판(110)의 중심부부터 순차적으로 상기 스테이지(120)에 기판(110)이 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
종래의 기판 지지모듈의 경우에는, 기판, 특히 대면적의 기판의 경우 자중에 의하여 중심부가 상대적으로 가장자리부에 비해 쳐지게 되는데, 이러한 상태에서 스테이지 전체에 기판의 전 영역에서 동시에 진공흡입이 이루어지게 되면, 자중에 의해 중심부의 쳐짐 현상이 두드러지게 되며, 이에 따른 진공 흡착에 시간차가 발생하게 되어, 에어 포켓의 발생 원인이 되고 있다.
본 발명에 따른 스테이지(120)는 이러한 에어 포켓의 발생을 최소화하기 위하여, 스테이지(120) 전 영역에서 동시에 진공흡입이 이루어지는 것이 아니라, 스테이지(120)를 소정 구역으로 분할하여, 각 구역이 서로 독립적인 진공흡입영역을 형성하고, 각 구역별로 진공흡입이 순차적으로 이루어지도록 하는 것이다.
여기에서, 상기 진공흡입영역은 스테이지(120)의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 형성되어, 상기 기판(110)의 중심부부터 순차적으로 상기 스테이지(120)에 기판(110)이 접촉되어 안착되도록 한다.
즉, 어닐링하고자 하는 기판(110)을 챔버 내부로 인입하고 스테이지(120) 상으로 운반하는 경우, 일반적으로 로봇암 등을 이용하게 되는데, 이 경우 자중에 의하여 기판(110)의 중심부가 쳐지게 되며, 이러한 점을 보완하기 위하여 본 발명은 상기 진공흡입영역이 스테이지(120)의 중앙 부분부터 순차적으로 진공흡입이 이루어지도록 하여, 기판(110)의 중심부부터 스테이지(120) 상에 접촉되면서, 기판(110)의 안착이 완료되도록 하여, 에어 포켓의 발생을 최소화하도록 하는 것이다.
또한, 상기 진공흡입영역은 스테이지(120) 상에 소정 구역으로 분할되어 서로 독립적인 진공흡입영역을 형성하되, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 사각 형상으로 형성되며, 중앙 부분에 형성된 제1영역(①), 상기 제1영역(①)의 대향되는 모서리 바깥쪽으로 각각 형성된 제2영역(②), 상기 제2영역(②) 바깥쪽으로 각각 형성된 제3영역(③), 상기 제1영역(①)의 대향되는 다른 모서리 바깥쪽으로 각각 형성된 제4영역(④), 상기 제2영역(②) 및 제3영역(③) 그리고 제4영역(④)으로 둘러싸인 스테이지(120)의 각 꼭지점 부분에 각각 형성된 제5영역(⑤)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 상기 진공흡입영역은 본 발명의 일실시예로 스테이지(120)의 중앙 부분부터 가장자리까지 11개의 영역으로 형성되는 것이 바람직하며, 이는 기판(110)의 크기나 두께에 따라 적당히 영역을 증감하거나, 더 싸이즈가 큰 진공흡입영역을 형성할 수 있다.
이러한, 상기 제1영역에서 제5영역까지 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 형성되어, 즉, 상기 스테이지(120)의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 하여, 기판(110)의 중심부부터 순차적으로 스테이지(120)에 접촉되도록 하여 에어 포켓의 발생의 여지를 최소화한 것이다.
이와 같이, 본 발명은 기판(110)이 안착되는 스테이지(120)를 소정 구역으로 분할하여 독립적인 진공흡입영역을 형성하여 스테이지(120)의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 함으로써, 기판(110)의 중심부부터 순차적으로 스테이지(120)에 접촉되도록 하여 기판(110)과 스테이지(120) 사이에서 발생하는 에어 포켓의 생성을 방지하여 기판(110)의 워프(warp) 현상을 최소화하도록 한 것이다.
한편, 본 발명에 따른 기판(110) 지지모듈은 기본적으로 상기 진공흡입영역은 각 구역별로 작동이 독립적으로 제어되도록 하며, 더불어, 각 구역별로 압력 체크를 통하여 기판(110)의 워프 현상을 체크한 후, 개별 제어를 통해 압력을 보정하도록 하며, 이러한 기능은 진공제어부에 의해 구현되도록 한다.
즉, 독립적으로 구획된 진공흡입영역은 각 진공밸브와 연결되며, 상기 진공제어부에 의해 상기 진공밸브의 개폐가 구현되도록 하며, 또한, 상기 진공제어부는 기판(110)의 로딩 후, 압력센서를 이용하여 각 구역별로 압력을 측정하여, 이상 압력을 감지한 경우에는 그 영역에 에어 포켓이 존재하여 기판(110)의 워프 현상이 있는 것으로 간주하여, 문제가 있는 진공흡입영역에는 개별 제어를 통해 압력을 보정하도록 하는 것이다.
이에 의해 본 발명은, 레이저빔에 의한 어닐링 과정을 수행하기 전에 상기 진공흡입영역 별로 진공흡입 여부에 대한 작동을 제어하고, 각 영역별로 압력 체크를 통해 기판(110)의 워프 현상을 체크한 후 문제가 되는 해당 영역에 대한 압력을 보정하여, 기판(110) 전체에 균일한 압력이 작용하도록 하여, 기판(110)의 워프 현상을 최소화하도록 한 것이다.
또한, 이러한 스테이지(120)는 상부에 소정의 패턴(210)이 격자 형태로 형성되게 되는데, 이는 기판(110)과 스테이지(120)와의 접촉 면적을 줄이면서, 스테이지(120) 상에 기판(110)이 안정적으로 안착되도록 하고, 진공 흡입이 각 영역별로 독립적이면서 균일하게 이루어지도록 하는 것이다.
상기 패턴(210)은 격자 형태로 형성되되, 각 구역별로 독립적인 진공 흡입이 구현되도록 구획되어 형성되어, 상기와 같이, 각 진공흡입영역 별로 독립적으로 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 한다.
또한, 상기 패턴(210)은, 깊이 0.2mm~0.4mm, 폭 2.5mm~3.5mm, 간격 4.5mm~5.0mm의 오목한 홈으로, 그 길이방향에 대해 수직으로 절단한 단면이 직사각형 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 이는 레이저빔의 간섭을 최소화하면서, 기판(110)의 무라(mura) 발생을 최소화하고, 기판(110)과 스테이지(120)와의 접촉 면적을 최소화하기 위한 최적 조건을 가지는 패턴(210) 형태에 대한 바람직한 실시예인 것이다.
이와 같이 본 발명은, 스테이지(120) 상부에 소정의 격자 형태의 패턴(210)을 형성하여, 스테이지(120)와 기판(110)과의 접촉 면적을 최소화하고, 공기의 흐름을 원활하게 하여 기판(110)의 온도 구배를 최소화하여, 기판(110)에 발생하는 무라(mura)를 최소화함으로써 고품질의 기판(110)을 얻을 수 있도록 하는 것이다.
한편, 이러한 패턴(210)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스테이지(120)의 가장자리부까지 연장되어 형성되어, 상기 스테이지(120)의 외곽부가 개방되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
도 5(a)는 종래의 지지모듈의 외곽부를 나타낸 모식도이고, 도 5(b)는 본 발명에 따른 지지모듈의 외곽부를 나타낸 모식도이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 종래의 스테이지는 외곽부가 비개방 상태로, 에어벤트채널 등과 같은 스테이지 상에 형성된 패턴의 형태가 스테이지의 끝단까지 형성되어 있지 않아 기판(110)이 스테이지 상에 안착된 후 잔류된 에어 포켓의 제거를 진공으로 제거하여야 하며, 이 과정에서 에어 포켓이 불완전하게 제거될 가능성이 있으며, 이는 기판(110)의 품질 저하를 초래하게 되는 것이다.
그러나, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스테이지(120)는 본 발명에 따른 패턴(210)이 스테이지(120)의 가장자리부까지 연장되어 형성되어, 스테이지(120)의 외곽부가 개방되도록 형성되어 스테이지(120)의 외곽부로 잔압이 자연스럽게 제거되도록 하는 것이다.
이에 의해 잔압이 스테이지(120)의 외곽부로 자연스럽게 제거되도록 하여 기판(110)의 워프 현상을 최소화하거나, 상기 진공제어부를 통해 잔압을 제거하는 과정을 거치더라도, 기판(110)과 스테이지(120) 사이에서 발생하는 에어 포켓의 생성을 최소화하고 기판(110)의 워프 현상이 최소화될 수 있도록 하는 것이다.
그리고, 상기 지지대(130)는 상기 스테이지(120)를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어, 기판(110)을 스테이지(120) 상에 로딩 또는 언로딩시키는 것으로서, 상술한 바와 같이, 승하강구동부에 의해 작동된다.
본 발명에서의 상기 지지대(130)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 기판(110)의 벤딩이 유도되도록 상기 스테이지(120)의 중앙 부분에 있는 지지대(130)의 높이가 스테이지(120)의 외곽 부분에 있는 지지대(130)의 높이보다 상대적으로 낮게 형성되는 것이 바람직하다.
이는 기판(110), 특히 대면적 기판(110)의 경우 자중에 의해 자연스럽게 중심부가 쳐지게 되며, 이러한 기판(110)의 자연스러운 쳐짐 현상을 반영하여 지지대(130)를 형성함으로써, 스테이지(120)에 안착시 기판(110)의 워프 현상을 최소화하면서, 지지대(130)가 하강하면서 기판(110)의 중심부부터 스테이지(120) 상에 안착되도록 하여, 기판(110)과 스테이지(120) 사이의 공기가 순차적으로 스테이지(120)의 외곽부로 빠져나가도록 하여 에어 포켓의 발생을 최소화하도록 하는 것이다.
또한, 상기 지지대(130)는 하부는 경질의 재질로 형성되며, 상부는 탄성력이 있는 재질로 형성된 이중 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 일실시예로 상기 지지대(130)의 하부 구조 상에 수용부를 형성하고, 상기 수용부 내부에 상부 구조가 수용되는 형태로 구현될 수 있으며, 하부 구조 상측으로 상부 구조가 돌출되어 형성될 수 있다.
즉, 상기 지지대(130)의 하부는 기판(110)의 하중에 의해 지탱할 수 있도록 단단하면서도 가벼운 알루미늄과 같은 재질로 형성되고, 상부는 기판(110)의 자극을 주지 않는 탄성력이 있는 PVC와 같은 재질의 상부 구조로 형성되게 한다.
또한, 상기 지지대(130)의 상부 구조는 탄성력이 있는 재질로 형성하되, 하부 구조로부터 다단 인입되는 구조로 형성되어 상부 구조의 높이를 조절할 수 있도록 하여, 필요에 따라 다양한 종류의 기판(110)에 대한 지지대(130)로의 구현이 가능하도록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 기판 지지모듈(100)이 포함된 ELA 장치는, 어닐링을 하고자 하는 기판(110)을 챔버 내부로 인입시키고, 상기 스테이지(120) 상에 안착시키게 되는데, 스테이지(120) 상에 안착시키기 전에 승하강구동부를 이용하여 지지대(130)를 상승시켜 스테이지(120) 상측으로 돌출되도록 하여, 상기 지지대(130) 상에 기판(110)이 안착되도록 한다.
여기에서, 상기 지지대(130)는 스테이지(120)의 중앙 부분에 있는 지지대(130)의 높이가 스테이지(120)의 외곽 부분에 있는 지지대(130)의 높이보다 상대적으로 낮게 형성되어, 기판(110)의 하중에 따른 쳐짐에 따라 기판(110)의 벤딩이 자연스럽게 유도되도록 한다.
그리고, 상기 지지대(130) 상에 기판(110)이 안착되면, 승하강구동부를 이용하여 지지대(130)를 하강시켜 스테이지(120) 내부로 지지대(130)는 완전히 수용되게 된다. 이때, 상기 스테이지(120)는 소정 구역으로 분할되어 각 구역은 서로 독립적인 진공흡입영역을 형성하되, 상기 진공흡입영역은 스테이지(120)의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 형성되어, 상기 기판(110)의 중심부부터 순차적으로 스테이지(120) 상에 접촉되어 안착되도록 한다.
이에 의해 지지대(130)의 높이 차이 및 진공흡입영역에 의해 스테이지(120) 상에 기판(110)의 중심부부터 외곽부로 순차적으로 안착이 되면서, 스테이지(120)와 기판(110) 사이의 에어 포켓이 최소화되도록 한다.
필요에 의해 상기 진공제어부를 통해 각 진공흡입영역 별로 압력 체크를 통하여 기판(110)의 워프 현상을 체크한 후, 개별 제어를 통해 압력을 보정하여, 잔압을 제거할 수 있도록 하여, 기판(110)의 워프 현상을 최소화하여, 고품질의 기판(110)을 얻을 수 있도록 한다.
또한, 스테이지(120) 상부에 소정의 격자 형태의 패턴(210)을 형성하여, 스테이지(120)와 기판(110)과의 접촉 면적을 최소화하고, 공기의 흐름을 원활하게 하여 기판(110)의 온도 구배를 최소화하여, 기판(110)에 발생하는 무라(mura)를 최소화함으로써 고품질의 기판(110)을 얻을 수 있도록 한다.
또한, 스테이지(120) 상부에 형성된 격자 형태의 패턴(210)은 스테이지(120)의 가장자리부까지 연장되어 형성되어, 스테이지(120)의 외곽부로 자연 잔압이 제거되는 방식으로 구현되어, 기판(110)과 스테이지(120) 사이에서 발생하는 에어 포켓의 생성을 최소화하도록 한 것이다.
그 다음, 기판(110)이 스테이지(120) 상으로 로딩이 완료되면, 스테이지(120)를 공정 진행 방향으로 이동시키면서, 레이저발생기를 작동시켜 레이저 빔을 기판(110) 상에 조사하게 되면 기판(110)의 어닐링 과정이 진행되게 된다.
100 : 기판 지지모듈
110 : 기판 120 : 스테이지
130 : 지지대 210 : 패턴

Claims (8)

  1. 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어, 기판을 스테이지 상에 로딩 또는 언로딩시키는 지지대와, 상기 지지대를 승하강시키는 승하강구동부를 포함하여 구성되는 ELA 장치용 기판 지지모듈에 있어서,
    상기 스테이지는 소정 구역으로 분할되어 각 구역은 서로 독립적인 진공흡입영역을 형성하되, 상기 진공흡입영역은 상기 스테이지의 중앙 부분부터 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 형성되어 상기 기판의 중심부부터 순차적으로 상기 스테이지에 접촉되도록 형성되되,
    상기 진공흡입영역은,
    사각 형상으로 형성되며, 중앙 부분에 형성된 제1영역, 상기 제1영역의 대향되는 모서리 바깥쪽으로 각각 형성된 제2영역, 상기 제2영역 바깥쪽으로 각각 형성된 제3영역, 상기 제1영역의 대향되는 다른 모서리 바깥쪽으로 각각 형성된 제4영역, 상기 제2영역 및 제3영역 그리고 제4영역으로 둘러싸인 스테이지의 각 꼭지점 부분에 각각 형성된 제5영역으로 이루어지며, 제1영역에서 제5영역까지 순차적으로 진공 흡입이 이루어지도록 형성되고,
    각 구역별로 상기 진공흡입영역의 작동을 제어하고, 각 구역별로 압력 체크를 통하여 기판의 워프 현상을 체크한 후 개별 제어를 통해 압력을 보정하는 진공제어부가 형성되며,
    상기 스테이지는,
    상부에 소정의 패턴이 격자 형태로 형성되며, 상기 패턴은 각 구역별로 독립적인 진공 흡입이 구현되도록 구획되어 형성되고,
    상기 패턴은,
    깊이 0.2mm~0.4mm, 폭 2.5mm~3.5mm, 간격 4.5mm~5.0mm의 오목한 홈으로, 그 길이방향에 대해 수직으로 절단한 단면이 직사각형 형태로 형성되며,
    상기 지지대는,
    하부는 경질의 재질로 형성되며, 상부는 탄성력이 있는 재질로 형성된 이중 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 ELA 장치용 기판 지지모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 패턴은,
    상기 스테이지의 가장자리부까지 연장되어 형성되어, 상기 스테이지의 외곽부가 개방되도록 형성된 것을 특징으로 하는 ELA 장치용 기판 지지모듈.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 지지대는,
    상기 스테이지의 전 영역에 대해 복수개로 배치되며,
    상기 기판의 벤딩이 유도되도록 상기 스테이지의 중앙 부분에 있는 지지대의 높이가 스테이지의 외곽 부분에 있는 지지대의 높이보다 상대적으로 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 ELA 장치용 기판 지지모듈.
  8. 삭제
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