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KR102538517B1 - 불순물 제거 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 설비 - Google Patents

불순물 제거 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 설비 Download PDF

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KR102538517B1
KR102538517B1 KR1020180039973A KR20180039973A KR102538517B1 KR 102538517 B1 KR102538517 B1 KR 102538517B1 KR 1020180039973 A KR1020180039973 A KR 1020180039973A KR 20180039973 A KR20180039973 A KR 20180039973A KR 102538517 B1 KR102538517 B1 KR 102538517B1
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suction
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impurity removal
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이기웅
엄태준
김성진
나지희
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에이피시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 일면에 기판이 안착되는 스테이지를 구비하는 기판 처리 설비에 설치되어, 불순물을 제거하는 불순물 제거 장치로서, 스테이지를 향해 마련된 흡입구를 구비하며, 상기 흡입구로부터 유입된 불순물을 흡입하여 외부로 배출시킨다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 공정 챔버 내부의 불순물의 제가가 용이하여, 불순물에 의한 오염으로 인한 제품 특성 저하 및 생산성 저하를 방지할 수 있다. 또한, 스테이지 상측에 불순물 제거 장치를 설치함에 따라, 스테이지의 흡착홈 내부에 존재하는 불순물의 흡입이 용이하며, 이에 따라 흡착홈 내의 불순물로 인한 기판 오염을 방지할 수 있다.

Description

불순물 제거 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 설비{Apparatus for removing impurities and apparatus for substrate treatment having the same}
본 발명은 불순물 제거 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 불순물을 용이하게 제거할 수 있는 불순물 제거 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 설비에 관한 것이다.
액정디스플레이 장치, 태양광 장치 등을 제조하는데 있어서, 비정질 다결정 박막(예컨대, 비정질 다결정 실리콘 박막)을 결정화시키는 열처리 공정이 수반된다. 이때, 기판으로 유리(glass)를 사용할 경우, 레이저를 이용하여 비정질 다결정 박막을 결정화시킨다.
기판 상의 박막에 레이저를 조사하여 비정질 다결정 박막을 결정화시키는데 있어서, 일반적으로 엑시머 레이저를 조사하며, 이러한 기판 처리 장치는 ELA(Excimer Laser Annealing) 장치로 명명될 수 있다.
상술한바와 같은 기판 처리 장치는 내부에 기판이 처리되는 공간을 가지는 공정 챔버, 공정 챔버의 상부에 설치되며, 레이저의 투과가 가능한 윈도우, 공정 챔버의 외측에서 윈도우의 상측에 설치되어 레이저 예컨대 엑시머 레이저를 출력하는 광원, 공정 챔버 내부에서 윈도우의 하측에 대응 위치되어, 광원으로부터 출력된 레이저를 기판으로 조사하고, 레이저가 조사되는 기판으로 불활성 가스를 분사하는 광 조사부를 포함한다.
한편, 상술한 바와 같은 기판 처리 장치의 공정 챔버 내에는 공정 또는 외부적인 요인으로 인해 파티클(particle) 형태의 불순물이 존재한다. 공정 챔버 내에 존재하는 불순물은 처리 대상물인 기판을 오염시키는 원인이 되고, 이에 따라 제품 특성이 떨어지거나, 생산성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 스테이지는 통상 진공 흡입력으로 기판을 지지하는데, 이를 위해 스테이지 상면에는 복수의 진공홀이 마련된 라인 형태의 흡착홈이 마련되어 있는데, 특히 상기 흡착홈에 불순물이 다량 존재하는 문제가 있다.
불순물에 의한 문제를 해결하기 위하여, 종래에는 기판 처리 장치의 가동을 중지한 후, 작업자가 공정 챔버 내부로 들어가 클리닝 롤러를 이용하여 불순물을 제거하고 있다. 이러한 클리닝 작업은 기판 처리 장치의 가동 중단에 따른 생산성 저하 뿐만 아니라, 작업자에 의한 2차 불순물 발생 문제 및 안전 사고가 발생할 우려가 있다. 또한, 클리닝 롤러를 이용한 작업으로는 스테이지의 흡착홈 내에 존재하는 불순물을 제거하기가 힘든 문제가 있다.
한국공개특허 10-2017-0104042
본 발명은 공정 챔버 내부의 불순물에 의한 제품 품질 저하 및 생산성 저하를 억제할 수 있는 불순물 제거 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 설비를 제공한다.
본 발명은 공정 챔버 내부의 불순물 제거가 용이한 불순물 제거 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 설비를 제공한다.
본 발명은 기판을 지지하는 스테이지 일면에 잔류하는 불순물의 제거가 용이한 불순물 제거 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 설비를 제공한다.
본 발명은 일면에 기판이 안착되는 스테이지를 구비하는 기판 처리 설비에 설치되어, 불순물을 제거하는 불순물 제거 장치로서, 상기 스테이지를 향해 마련된 흡입구를 구비하며, 상기 흡입구로부터 유입된 불순물을 흡입하여 외부로 배출시킨다.
상기 스테이지를 향하는 일단에 상기 흡입구가 마련되고, 내부에 상기 흡입구로 유입된 불순물이 이동하는 유로가 마련된 흡입 본체를 포함하며, 상기 흡입 본체의 내벽면에 내측 방향으로 함몰된 형상의 홈이 형성된다.
상기 흡입 본체에 연결되어 상기 흡입 본체 내부에 흡입력을 제공하는 흡입 구동부를 포함하고, 상기 유로는 상기 흡입구와 상기 흡입 구동부 사이에 마련된다.
상기 유로는, 상기 흡입 본체의 내벽면 중, 바닥면에 높이가 다른 영역에 비해 낮게 형성된 포집 영역을 포함한다.
상기 유로는, 상기 흡입구로부터 상측 방향으로 연장 형성된 제 1 유로;
상기 제 1 유로로부터 상기 스테이지의 이동 방향으로 연장 형성된 제 2 유로; 및 제 2 유로로부터 흡입 구동부 방향으로 연장 형성된 제 3 유로;를 포함하고, 상기 제 2 유로의 바닥면 및 상기 제 2 유로의 상부면 중 적어도 하나에 상기 홈이 마련된다.
상기 제 2 유로의 내경은 상기 제 3 유로에 비해 작다.
상기 제 2 유로는 상기 흡입구가 위치된 방향으로 갈수록 그 내경이 점차 좁아지는 형상이다.
상기 유로는, 상기 흡입구로부터 상측 방향으로 연장 형성된 제 1 유로;
상기 제 1 유로로부터 상기 스테이지의 이동 방향으로 연장 형성된 제 2 유로; 및 제 2 유로로부터 흡입 구동부 방향으로 연장 형성된 제 3 유로;를 포함하고, 상기 제 3 유로의 바닥면의 높이가 상기 제 2 유로의 바닥면의 높이에 비해 낮다.
상기 제 3 유로의 바닥면은 경사가 없는 평면이다.
상기 제 2 유로의 바닥면으로부터 상기 제 3 유로의 바닥면이 연장 형성되는데 있어서, 계단식 단차를 가지도록 형상된다.
상기 제 3 유로의 바닥면은 하측으로 오목한 곡면이다.
상기 불순물 제거 장치는 복수개로 마련되어, 상기 스테이지의 수평 이동 방향과 교차하는 방향으로 나열 설치된다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비는 내부 공간을 가지는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 설치되어, 상부에 기판이 안착 가능하며, 수평 이동 가능한 스테이지; 상기 스테이지 상에 안치된 기판을 향해 광을 조사하는 광 조사 장치; 및 상기 공정 챔버 내 불순물의 흡입이 가능하도록, 상기 스테이지를 향해 마련된 흡입구를 구비하여, 상기 불순물을 외부로 배출시켜 제거하는 불순물 제거 장치;를 포함한다.
상기 스테이지를 향하는 일단에 상기 흡입구가 마련되고, 내부에 상기 흡입구로 유입된 불순물이 이동하는 유로가 마련된 흡입 본체를 포함하며, 상기 흡입 본체의 내벽면에 내측 방향으로 함몰된 형상의 홈이 형성된다.
상기 흡입 본체는 상기 스테이지의 수평 이동 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성된다.
상기 불순물 제거 장치는 상기 흡입 본체에 연결되어 상기 흡입 본체 내부에 흡입력을 제공하는 흡입 구동부를 포함하고, 상기 유로는 상기 흡입구와 상기 흡입 구동부 사이에 마련된다.
상기 유로는, 상기 흡입 본체의 내벽면 중, 바닥면에 높이가 다른 영역에 비해 낮게 형성된 포집 영역을 포함한다.
상기 유로는, 상기 흡입구로부터 상측 방향으로 연장 형성된 제 1 유로; 상기 제 1 유로로부터 상기 스테이지의 이동 방향으로 연장 형성된 제 2 유로; 및 제 2 유로로부터 흡입 구동부 방향으로 연장 형성된 제 3 유로;를 포함하고, 상기 제 2 유로의 바닥면 및 상기 제 2 유로의 상부면 중 적어도 하나에 상기 홈이 마련된다.
상기 제 2 유로의 내경은 상기 제 3 유로에 비해 작다.
상기 제 2 유로는 상기 흡입구가 위치된 방향으로 갈수록 그 내경이 점차 좁아지는 형상이다.
상기 유로는, 상기 흡입구로부터 상측 방향으로 연장 형성된 제 1 유로; 상기 제 1 유로로부터 상기 스테이지의 이동 방향으로 연장 형성된 제 2 유 로; 및 제 2 유로로부터 흡입 구동부 방향으로 연장 형성된 제 3 유로;를 포함하고, 상기 제 3 유로의 바닥면의 높이가 상기 제 2 유로의 바닥면의 높이에 비해 낮다.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 공정 챔버 내부의 불순물의 제가가 용이하여, 불순물에 의한 오염으로 인한 제품 특성 저하 및 생산성 저하를 방지할 수 있다. 또한, 스테이지 상측에 불순물 제거 장치를 설치함에 따라, 스테이지의 흡착홈 내부에 존재하는 불순물의 흡입이 용이하며, 이에 따라 흡착홈 내의 불순물로 인한 기판 오염을 방지할 수 있다.
그리고, 실시예에 따른 불순물 제거 장치의 흡입 본체의 내벽면에는 내측으로 함몰된 홈이 마련되어, 흡입구를 통해 유입된 불순물의 흐름을 용이하게 할 수 있다. 이로 인해, 흡입구를 통해 유입된 불순물이 배출관 방향으로의 이동이 용이함으로써, 배출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 흡입 본체 내에 포집 영역을 마련함으로써, 불순물 제거 장치의 동작 중지시에 불순물이 포집 영역에 포집되도록 하여 그 이동을 저지함으로써, 흡입구로 불순물이 유출되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 불순물 제거 장치 내로 유입된 불순물이 다시 유출됨으로 인한 2차 오염을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면
도 2는 광 조사 장치 및 불순물 제거 장치의 하측에서 바라본 저면도로서, 스테이지의 이동 방향, 광 조사 장치 및 기판 처리 장치의 연장 방향을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스테이지의 일부를 확대 도시한 입체도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 불순물 제거 장치를 도시한 입체도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 불순물 제거 장치를 도시한 단면도
도 6은 실시예의 제 1 변형에 따른 불순물 제거 장치를 도시한 단면도
도 7은 실시예의 제 2 변형에 따른 불순물 제거 장치를 도시한 단면도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 불순물 제거 장치를 복수개 마련하여, 스테이지의 이동 방향과 교차하는 방향으로 나열 설치된 모습을 도시한 입체도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명은 기판에 광을 조사하여 기판을 처리하는 기판 처리 설비에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 공정 챔버 내부의 불순물의 제거가 용이한 불순물 제거 장치를 구비하는 기판 처리 설비에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비 도시한 단면도이다. 도 2는 광 조사 장치 및 불순물 제거 장치의 하측에서 바라본 저면도로서, 스테이지의 이동 방향, 광 조사 장치 및 기판 처리 장치의 연장 방향을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스테이지의 일부를 확대 도시한 입체도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 불순물 제거 장치를 도시한 입체도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 불순물 제거 장치를 도시한 단면도이다. 도 6은 실시예의 제 1 변형에 따른 불순물 제거 장치를 도시한 단면도이다. 도 7은 실시예의 제 2 변형에 따른 불순물 제거 장치를 도시한 단면도이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 불순물 제거 장치를 복수개 마련하여, 스테이지의 이동 방향과 교차하는 방향으로 나열 설치된 모습을 도시한 입체도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비는 내부에 기판 처리 공간을 가지는 공정 챔버(100), 일면에 기판(S)의 안착이 가능하도록 공정 챔버(100) 내부에 설치된 스테이지(200), 스테이지(200)를 이동시키는 이동부(600), 공정 챔버(100) 외부에 배치되어 기판(S)을 처리하기 위한 광(L) 예컨대 레이저를 출력하는 광원(300), 광원(300)과 스테이지(200) 사이에 하도록 설치되어, 광원(300)으로부터 출력된 광(L)을 기판으로 조사하는 광 조사 장치 및 스테이지 상측에서 상기 스테이지의 이동 경로 상에 설치되어, 공정 챔버(100) 내에 존재하는 불순물을 흡입하여 외부로 배기시키는 불순물 제거 장치(5000)를 포함한다.
실시예에 따른 공정 공정 챔버(100)는 그 단면이 사각형인 통 형상이나, 이에 한정되지 않고 기판(S)과 대응하는 다양한 형상으로 변경 가능하다. 이러한 공정 챔버(100)에는 후술되는 광 조사 장치(400)의 윈도우(410)의 설치가 가능하도록 관통구가 마련된다.
광원(300)은 기판(S)을 처리하기 위한 광을 제공하는 것으로, 실시예에 따른 기판 처리 설비는 예컨대 비정질 다결정 박막(예컨대 비정질 다결정 실리콘 박막)을 결정화시키는 열처리 공정을 수행하는 설비로서, 이때 광원(300)으로부터 제공되는 광은 레이저, 보다 구체적으로 엑시머 레이저(excimer laser)일 수 있다.
이하, 실시예에 따른 기판 처리 설비를 설명하는데 있어서, 기판으로 조사되는 광을 레이저로 예를 들어 설명하며, 상기 레이저는 예컨대 엑시머 레이저일 수 있다. 물론 광원(300)으로부터 출력되는 광원(300)은 레이저 또는 엑시머 레이저 외에 기판을 처리하는 다양한 광의 종류가 적용될 수 있다.
광 조사 장치(400)는 광원(300)과 스테이지(200) 사이에 위치되도록 공정 챔버(100)의 상부에 마련되며, 광원(300)으로부터 출사된 광의 투과가 가능한 윈도우(410), 공정 챔버(100) 내부에서 윈도우(410)와 스테이지 사이에 위치하도록 설치되어, 레이저(L)를 통하여 기판(S)을 처리하는 동안에 기판(S)이 산소에 노출되지 않도록 레이저(L)가 조사되는 영역에 불활성 가스를 불어넣어 해당 영역에 산소를 없애는 탈산소 모듈(420)을 포함한다. 또한, 광 조사 장치(400)는 레이저의 조사 방향에 대해 비스듬하게 설치되어 광원(300)으로부터 출력되어 윈도우(410)로 향하는 레이저의 일부를 커팅(cutting) 또는 가리는 커터(430), 공정 챔버(100) 외부에서 커터(430)와 대향하면서, 상기 커터(430)의 상측에 위치하며, 윈도우(410)를 향하는 일면이 커터(430)와 반대 방향으로 하향 경사지도록 구성되어, 기판(S)으로부터 반사되어 윈도우(410)를 투과한 반사광(또는 반사빔)을 상쇄시키는 덤프를 포함한다.
윈도우(410)는 광 예컨대 레이저를 투과시킬수 있는 재료면 족하며, 실시예에 따른 윈도우(410)는 석영창을 포함한다. 이러한 윈도우(410)는 상술한 바와 같이 공정 챔버(100)의 상부에 마련된 관통구와 대응하는 위치에 설치될 수 있다.
한편, 공정 챔버(100)는 밀폐되어 있는 구조이기는 하나, 그 내부에는 산소(O2) 또는 불순물이 있을 수 있다. 여기서 산소(O2)는 기판(S) 상에 형성된 박막을 산화시키며, 불순물은 공정 중에 발생된 미립자 상태의 파우더 또는 기체 상태의 공정 부산물이거나 다른 오염 물질일 수 있으며, 이러한 불순물은 박막의 품질을 저하시키거나 성질을 변화시켜, 불량 발생의 요인이 된다.
이러한 산소(O2) 및 불순물의 침투에 따른 문제를 해결하기 위하여, 탈 산소 모듈(420)은 불활성 가스를 불어넣어 레이저(L)가 조사되는 기판(S) 영역을 불활성 가스 분위기로 조성한다.
실시예에 따른 탈산소 모듈은 윈도우(410)와 기판(S) 사이 영역에 대응하는 바디 영역을 관통하도록 소정의 공간의 마련되며, 상기 소정의 공간으로 윈도우(410)를 통과한 레이저(L)가 기판(S)을 향해 조사되고, 불활성 가스가 기판(S) 상측으로 분사된다. 이에, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 윈도우(410)와 기판(S) 사이 영역에 대응하는 바디(421) 영역을 관통하도록 형성되어, 레이저(L) 및 불활성 가스가 통과하는 소정의 공간을 "가스 챔버(423)"라 명명한다.
탈산소 모듈(420)에 대해 다시 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 탈산소 모듈(420)은 바디(421), 윈도우(410)와 스테이지(200) 사이에 대응하는 바디(421)의 적어도 일부를 관통하도록 마련되어, 레이저(L) 및 불활성 가스가 통과하는 내부 공간을 포함하는 가스 챔버(423), 바디(421) 내에 마련되며, 일단이 가스 챔버(423)의 내부와 연통되도록 연결되어 상기 가스 챔버로 불활성 가스 예컨대 질소(N2) 가스를 공급하는 가스 공급부(426)를 포함한다. 여기서, 바디는 가스 챔버의 외부를 둘러싸도록 설치된 구조일 수 있다.
가스 챔버(423)는 상술한 바와 같이 윈도우와 기판(S) 사이에 대응하는 바디(421)를 관통하여 형성된 내부 공간을 말하는데, 바디(421)를 상하 방향 및 스테이지(200)의 이동 방향(이하, 제 1 방향)과 교차하는 방향(이하, 제 2 방향)으로 관통하도록 형성되며, 소정의 폭을 가지도록 형성된다(도 2참조). 이때, 실시예에 따른 가스 챔버(423)는 상하 방향의 길이(또는 높이)는 제 1 방향의 길이에 비해 길도록 형성될 수 있다. 가스 챔버(423)의 상측 개구는 윈도우(410)에 의해 밀폐 또는 폐쇄되며, 가스 챔버(423)의 내벽 중 하부는 하측으로 갈수록 그 내경이 좁아지는 형상이 되도록 형성될 수 있다.
그리고, 가스 챔버(423)의 하측 개구는 가스 챔버(423) 내부를 통과하는 레이저 및 불활성 가스가 스테이지 방향으로 토출되는 개구로서, 제 2 방향으로 연장 형성된 슬릿(slit) 형태이다. 이하에서는 가스 챔버(423)의 하측 개구이며, 레이저 및 불활성 가스가 스테이지(200) 방향으로 토출되는 개구를 '슬릿(423)'이라 명명한다.
상기에서는 바디(421)와 가스 챔버(423)를 분리하여 설명하였지만, 바디와 가스 챔버(423)는 일체형일 수 있다.
가스 공급부(426)는 바디(421) 내에서 가스 챔버(423)와 연통 가능하도록 마련되어, 가스 챔버(423)로 불활성 가스를 공급한다. 실시예에 따른 가스 공급부(426)는 바디(421) 내부에 설치되어 외부로부터 불활성 제공받는 공급관(426a) 및 공급관(426a)과 가스 챔버(423) 사이에 위치하도록 바디(421) 내부에 마련되어, 공급관(426a)에서 제공된 불활성 가스를 가스 챔버(423)로 공급하는 공급 관로(426b)를 포함한다.
실시예에 따른 공급관(426a)은 제 2 방향으로 연장 형성되며, 공급 관로(426b)를 향하는 측에 상기 공급 관로(426b)와 연통되는 개구가 마련된다. 실시예에 따른 공급관(426a)은 가스 챔버(423)의 측 방향에 위치하도록 바디(421) 내부에 마련될 수 있다. 이러한 공급관(426a)은 예컨대, 최외곽 관 즉, 외관과, 외관의 내측에 위치하는 내관으로 이루어진 이중관 구조일 수도 있다. 또한, 공급관(426a)은 불활성 가스 예컨대 질소(N2)가 저장된 탱크와 연결될 수 있다.
공급 관로(426b)는 공급관(426a)으로부터 제공된 불활성 가스를 가스 챔버(423)로 공급 및 분사하는 수단으로서, 일단이 공급관(426a)과 연통되고 타단이 가스 챔버(423)와 연통된다. 실시예에 따른 공급 관로(426b)는 적어도 일부가 상하 방향으로 복수번 절곡된 다른 말로하면 복수번 굴곡진 유로 형태일 수 있다. 그리고 가스 챔버(423)와 연통되는 공급 관로(426b)의 타단은 상기 가스 챔버(423)로 불활성 가스를 분사하는 개구로서, 상기 가스 챔버(423)를 향해 하방으로 경사지도록 마련될 수 있다.
가스 공급부(426)의 구성 및 형상은 상술한 예에 한정되지 않고, 가스 챔버(423)로 불활성 가스를 균일하게 공급할 수 있는 다양한 형상 및 구성으로 변경 가능하다.
스테이지(200)는 공정 챔버(100) 내부에서 광 조사 장치(400)의 하측에 대향 위치되며, 그 상부에 피처리물인 기판(S)이 안치된다. 스테이지(200)는 기판(S)에 비해 큰 면적 또는 기판(S)과 대응하는 면적을 가지는 판 형상일 수 있다.
실시예에 따른 스테이지(200)는 진공 흡입력으로 기판을 지지하는 수단일 수 있다. 이를 위해 스테이지(200)의 상부면에는 도 3에 도시된 바와 같이 상측이 개구된 홈(아하, 흡착홈(210))이 마련되며, 흡착홈(210)의 바닥면에는 진공 흡입력을 제공하는 홀(이하, 진공홀(h))이 마련된다. 흡착홈(210)은 예컨대 스테이지(200)의 일축 연장 방향 예컨대 제 1 방향으로 연장 형성되며, 상기 제 1 방향과 교차하는 스테이지(200)의 타측 연장 방향 예컨대 제 2 방향으로 이격 배치된 복수의 제 1 흡착 라인(211) 및 제 2 방향으로 연장 형성되며, 제 1 방향으로 이격 배치된 복수의 제 2 흡착 라인(212)을 포함한다. 이에, 복수의 제 1 흡착 라인(211)과 제 2 흡착 라인(212)으로 이루어진 흡착홈(210)의 전체적인 형상은 도 3에 도시된 바와 같이, 격자무늬 형상일 수 있다.
그리고, 복수의 제 1 흡착 라인(211) 및 제 2 흡착 라인(212) 각각의 바닥에는 스테이지를 상하 방향으로 관통하도록 형성된 진공홀(h)이 마련된다. 보다 구체적으로, 복수의 제 1 흡착 라인(211) 및 복수의 제 2 흡착 라인(212) 각각에 진공홀이 마련되며, 하나의 제 1 흡착 라인(211) 및 하나의 제 2 흡착 라인(212) 각각에 복수의 진공홀(h)이 마련될 수 있다.
상술한 바와 같이, 흡착홈(210)이 마련된 스테이지(200)의 상부면에 있어서, 흡착홈(210)이 형성되지 않은 영역인 지지면(220)은 기판(S)이 직접 안착되는 면으로서, 이하 지지면(220)이라 명명한다. 보다 구체적으로, 제 1 흡착 라인(211)과 제 2 흡착 라인(212) 사이의 영역에 해당하는 지지면(220)의 높이는 상기 제 1 및 제 2 흡착 라인(211, 212) 각각의 바닥면에 비해 그 표면 높이가 높으며, 상기 영역에 기판(S) 하부면이 접촉되도록 안착된다.
이러한 스테이지는 이동부에 의해 수평 이동이 가능하다. 예컨대 이동부는 스테이지의 하부에 장착되며, 스테이지를 광 조사 장치의 슬릿(423)의 연장 방향(제 2 방향)과 교차하는 방향인 제 1 방향으로 스테이지를 수평 이동시킨다. 또한, 이동부는 스테이지를 슬릿(423)의 연장 방향인 제 2 방향으로 이동시킬 수도 있다.
실시예에 따른 이동부(600)는 예컨대, 광 조사 장치(400)의 슬릿(423)의 연장 방향(제 2 방향)과 교차하는 제 1 방향으로 연장 형성된 제 1 레일, 제 1 레일을 따라 활주 가능하며, 상면에 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장 형성된 제 2 레일이 마련된 제 1 이송대 및 제 1 이송대 상에 장착되어 제 2 레일을 따라 활주 가능하며, 상부에 스테이지(200)가 장착되는 제 2 이송대를 포함할 수 있다.
이동부(600)는 상술한 구성에 한정되지 않고, 스테이지(200)를 적어도 슬릿(423)의 연장 방향과 교차하는 제 1 방향으로 수평 이동시킬 수 있는 다양한 구성 및 형상으로 변경 가능하다.
불순물 제거 장치(5000)는 공정 챔버(100) 내부의 불순물 예컨대, 파티클(particle) 형태의 불순물을 흡입하여 외부로 배출시킨다. 보다 구체적으로 불순물 제거 장치(5000)는 공정 챔버(100) 내부에 부유하는 불순물, 스테이지(200) 상에 존재하는 불순물을 흡입하여 제거한다. 특히 실시예에 따른 불순물 제거 장치(5000)는 스테이지(200) 중 기판(S)이 안착되는 지지면(220) 상의 불순물뿐만 아니라, 상기 지지면(220)에 비해 높이가 낮은 흡착홈(210)에 존재하는 불순물의 제거가 용이하다.
불순물 제거 장치(5000)는 공정 챔버(100) 내부에서 스테이지(200)의 상측에 위치하도록 설치되며, 보다 구체적인 예로 도 1에 도시된 바와 같이 스테이지(200)의 이동 방향에 있어서 광 조사 장치(400)의 일 측방향에 위치하도록 설치될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 불순물 제거 장치(5000)는 스테이지(200)를 향하는 일단에 불순물의 흡입이 가능한 개구(이하, 흡입구(5280))가 마련된 흡입 본체(5200) 및 흡입 본체(5200)의 타단에 연결되어, 흡입 본체(5200) 내부로 흡입력을 제공하는 흡입 구동부(5100)를 포함한다. 또한, 흡입 구동부(5100)로부터 외측으로 연장 형성되어, 흡입된 불순물을 흡입 본체(5200) 외부로 배출시키는 배출관(5400), 배출관(5400)의 연장 경로 상에 설치된 밸브(5400)를 포함한다.
흡입 본체(5200)는 불순물 제거 장치(5000)의 외관을 이루는 구성으로, 흡입구(5280)와 흡입 구동부(5100) 사이에 해당하는 흡입 본체(5200)의 내부에는 흡입구(5280)를 통해 흡입된 불순물이 흡입 구동부(5100) 방향으로 이동 또는 통과하는 유로(5210)가 마련된다. 이러한 흡입 본체(5200)는 적어도 스테이지(200)의 이동 방향과 교차하는 방향(제 2 방향) 또는 광 조사 장치(400)의 슬릿(423)의 연장 방향(제 2 방향)으로 연장 형성된다. 그리고, 실시예에 따른 불순물 제거 장치(5000)는 스테이지(200)의 상측에 위치하므로, 상기 스테이지(200)를 향하는 흡입 본체(5200)의 하부에 흡입구(5280)가 마련되며, 흡입구(5280)는 흡입 본체(5200)의 연장 방향 즉, 제 2 방향으로 연장 형성된다. 또한, 흡입구(5280)는 스테이지(200)가 위치한 방향으로 개구된 형상인데, 보다 구체적으로 흡입 본체(5200)의 하부면 방향으로 개구되도록 마련되는 것이 바람직하다.
유로(5210)는 흡입 본체(5200) 내부에서 흡입구(5280)와 흡입 구동부(5100) 사이를 연결하도록 마련된 통로로서, 실시예에 따른 유로(5210) 중 일부 영역의 바닥면의 높이가 나머지 영역의 바닥면의 높이에 비해 낮게 형성된다. 여기서, 유로의 바닥면이란, 흡입 본체(5200)의 내부에서 유로(5210)의 주변벽에 해당하는 상기 흡입 본체(5200)의 내벽면 중, 하측에 위치된 내벽 또는 하부벽을 의미한다. 이렇게 다른 영역에 비해 바닥면의 높이가 낮은 영역은 그 주변 영역과의 높이 차이(H)에 의해 불순물이 포집 또는 모이기가 용이하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 유로(5210) 중 다른 영역에 비해 바닥면의 높이가 낮은 영역을 '포집 영역(5214)'이라 명명한다.
상술한 정의를 이용하여 흡입 본체(5200)에 대해 다시 설명하면, 실시예에 따른 흡입 본체(5200)의 내부에는 흡입구(5280)와 흡입 구동부(5100) 사이에 불순물이 이동하는 유로(5210)가 마련되는데, 상기 유로(5210)는 다른 영역에 비해 바닥면의 높이가 낮은 포집 영역(5214)을 포함한다.
보다 구체적을 설명하면, 실시예에 따른 유로는 흡입구로부터 상측 방향으로 연장 형성된 제 1 유로(5211), 제 1 유로(5211)로부터 스테이지(200)의 이동 방향에 해당하는 제 1 방향으로 연장 형성된 제 2 유로(5212), 제 2 유로(5212)로부터 흡입 구동부(5100) 방향으로 연장 형성된 제 3 유로(5213)를 포함한다.
제 1 유로(5211)는 일단이 흡입구(5280)와 연결되고 타단이 제 2 유로(5212)와 연결되는데, 실시예에 따른 제 1 유로(5211)는 제 2 유로(5212)가 위치한 방향으로 상향 경사진 형상일 수 있다.
제 2 유로(5212)는 일단이 제 1 유로(5211)의 타단과 연결되고, 타단이 제 3 유로(5213)의 일단과 연결되는 유로로서, 제 2 유로(5212)는 제 3 유로(5213)에 비해 내경이 작다. 또한, 실시예에 따른 제 2 유로(5212)는 그 바닥면이 제 3 유로(5213)가 위치한 방향으로 갈수록 점차 낮아지도록, 다른 말로 하면 제 3 유로(5213)의 바닥면을 향해 하향 경사지는 형상일 수 있다. 또 다른 말로 하면, 제 2 유로(5212)는 그 바닥면이 흡입구(5280)가 위치한 방향으로 갈수록 상향 경지도록 형성되어, 제 2 유로(5212)가 흡입구(5280)가 위치한 방향으로 갈수록 그 내경이 좁아지는 형상이다. 이에 따라 제 2 유로(5212)의 내경은 제 3 유로(5213)가 위치한 방향으로 갈수록 증가하며, 반대로 흡입구(5280)가 위치한 방향으로 갈수록 좁아지는 형상이다.
상기에서는 제 2 유로(5212)의 바닥면이 흡입구(5280)가 위치한 방향으로 갈수록 상향 경지도록 형성되어, 제 2 유로(5212)가 흡입구(5280)가 위치한 방향으로 갈수록 그 내경이 좁아지도록 형성하는 예를 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 제 2 유로(5212)의 바닥면은 경사지지 않고, 제 2 유로(5212)의 상부면이 흡입구(5280)가 위치한 방향으로 하향 경사지도록 마련될 수도 있다. 또한, 제 2 유로(5212)의 바닥면이 흡입구(5280) 방향으로 상향 경사지고, 이와 함께 제 2 유로(5212)의 상부면이 흡입구(5280)가 위치한 방향으로 하향 경사지도록 마련될 수도 있다.
제 3 유로(5213)는 제 2 유로(5212)와 흡입 구동부(5100) 사이를 연결하도록 형성되며, 제 1 및 제 2 유로(5211, 5212)에 비해 상하 방향의 연장 길이가 길 수 있다. 그리고, 실시예에 따른 제 3 유로(5213)의 바닥면의 높이는 제 2 유로(5212)의 바닥면에 비해 낮다. 즉, 상술한 바와 같이, 제 2 유로(5212)의 바닥면은 제 3 유로(5213)가 위치한 방향으로 갈수록 하향 경사진 형상이고, 제 2 유로(5212)로부터 연장 형성된 제 3 유로(5213)의 바닥면은 제 2 유로(5212)의 바닥면에 비해 그 높이가 낮다. 이에, 제 3 유로(5213)의 바닥면 및 상기 바닥면의 상부 영역이 포집 영역(5214)이 된다.
또한, 실시예에 따른 제 3 유로(5213)의 바닥면은 경사를 가지지 않는 평탄면이며, 제 2 유로(5212)에서부터 제 3 유로(5213)가 자연스럽게 연결되는 형상이다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 제 2 유로(5212)의 바닥면과 제 3 유로(5213)의 바닥면이 도 6에 도시된 제 1 변형예와 같이 계단식 단차 형상을 가지도록 연결되면서, 상기 제 3 유로(5213)의 바닥면이 평탄면일 수 있다. 또한, 제 3 유로의 바닥면이 도 7에 도시된 제 2 변형예와 같이 하측으로 오목한 곡면일 수도 있다.
상술한 바와 같은 포집 영역(5214)을 가지는 유로(5210)에 있어서, 상기 포집 영역(5214)은 흡입 구동부(5100)의 동작을 중지하거나, 공급부(5120)의 밸브(5121)을 닫았을 때, 흡입 본체(5200) 내부의 잔류하는 불순물이 흡입구(5280)가 위치한 방향으로 이동 또는 흘러가지 않도록 포집하는 역할을 한다. 즉, 불순물 제거 장치(5000)의 동작을 중지하거나, 공급부(5120)의 밸브(5121)을 닫았을 때, 흡입 본체(5200) 내부에 흡입력이 발생되지 않기 때문에, 불순물이 그 중력에 의해 하측으로 낙하하게 된다. 이때, 바닥면의 높이가 낮은 포집 영역(5214)으로 낙하된 불순물은 그 중력 및 바닥면의 높이 차(H)에 의해 제 제 2 유로(5212)로의 이동이 어려워, 포집 영역(5214) 내에 갇히게 된다. 이에, 불순물 제거 장치(5000)의 동작을 중지시켰을 때에도, 흡입 본체(5200) 내부의 불순물이 흡입구(5280)를 통해 유출되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 따라서, 스테이지(200) 또는 기판(S)의 재 오염을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 상술한 제 2 유로(5212)는 제 3 유로(5213)에 비해 그 내경이 작고, 상기 제 2 유로(5212)는 흡입구(5280)가 위치한 방향으로 갈수록 그 내경이 좁아지는 형상이기 때문에, 흡입구(5280)가 위치한 방향으로 불순물의 이동이 억제 또는 방지된다. 이에, 스테이지(200) 또는 기판(S)의 재 오염을 억제 또는 방지할 수 있다.
실시예에 따른 흡입 본체(5200)는 그 내벽면 중 적어도 일부에 내측 방향으로 함몰된 형상의 오목한 홈(5240) 또는 딤플(dimple) 마련된다. 보다 구체적인 예로, 제 2 유로(5212)의 바닥면 및 상부면 중 적어도 하나에 홈(5240)이 마련될 수 있으며, 상기 홈(5240)은 복수개로 마련되어 나열 형성될 수 있다.
흡입 본체(5200) 내벽에 마련된 복수의 홈(5240) 즉, 딤플은 저항을 감소시켜, 흡입구(5280)로 유입된 불순물이 흡입 구동부(5100)가 위치한 방향 또는 제 3 유로(5213)로 흐르는 것을 원활하도록 하는 역할을 한다.
이하, 흡입 본체(5200)의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
실시예에 따른 흡입 본체는 내부 공간을 가지며, 하측이 개방된 형상의 상부 바디(5220) 및 상부 바디(5220)의 하측 개구 중 일부를 제외한 나머지를 모두 폐쇄하도록 설치된 하부 바디(5230)를 포함한다. 또한, 흡입 본체(5200)는 상부 바디(5220)의 상부에 장착되어 흡입 구동부(5100)를 상부 바디(5220)에 체결하는 체결부(5250) 및 상부 바디(5220)와 체결부(5250) 사이에 위치되어, 상기 상부 바디(5220)와 체결부(5250) 간을 실링하는 실링 부재(5260)를 포함한다. 여기서 체결부(5250)는 예컨대 브라켓일 수 있다.
여기서, 상부 바디(5220)의 하측 개구 중 하부 바디(5230)에 의해 폐쇄되지 않은 영역은 불순물이 내부로 흡입 또는 유입되는 흡입구로서, 하부 바디(5230)가 상부 바디(5220)의 하측 개구를 폐쇄하도록 설치되는데 있어서, 상부 바디(5220)의 하측 개구 중 제 1 방향의 한 쪽 끝을 제외한 나머지 영역을 폐쇄하도록 설치된다.
하부 바디(5230)는 상술한 바와 같이 상부 바디(5220)의 하측 개구를 폐쇄하도록 상부 바디(5220)의 하부에 설치되며, 이에 흡입 본체(5200) 내부에 상부 바디(5220) 및 하부 바디(5230)에 의해 구획된 유로(5210)가 마련된다. 또한, 하부 바디(5230)가 상부 바디(5220)의 하부에 설치되는데 있어서, 상부 바디(5220)의 하측 개구 중, 제 1 유로(5211)의 일단 방향을 개구시키면서, 나머지의 제 1 내지 제 3 유로(5211, 5212, 5213)의 하측을 폐쇄하도록 설치된다. 이에, 제 1 유로(5211)의 일단 방향에 흡입구(5280)가 마련되며, 흡입 본체(5200) 내부에 상부 및 하부 바디(5220, 5230)에 의해 구획된 제 1 내지 제 3 유로(5211, 5212, 5213)가 마련된다.
이러한, 하부 바디(5230) 중 상부 바디(5220)의 내부 공간을 향하는 일면, 즉 상부면은 유로(5210)의 바닥면에 해당하는 면으로서, 하부 바디(5230)의 상부면 중 일부 영역의 높이가 다른 영역에 비해 낮도록 형성된다. 실시예에 따른 하부 바디(5230)의 상부면을 제 1 방향을 기준으로 나누면, 상대적으로 흡입구(5280)와 인접하고, 상대적으로 높은 높이의 제 1 면(5231) 및 제 1 면(5231)에 비해 상대적으로 흡입구(5280)와 멀도록 제 1 면(5231)으로부터 연장 형성되며, 상기 제 1 면(5231)에 비해 높이가 낮은 제 2 면(5232)을 포함한다. 여기서, 제 1 면(5231)은 제 2 면(5232)이 위치한 방향으로 하향 경사진 형상일 수 있으며, 제 2 면(5232)은 제 1 면(5231)으로부터 연장 형성되며 그 높이가 낮은 평탄면 일 수 있다.여기서 하부 바디(5230)의 하부면 중 제 2 면(5232)이 제 3 유로(5213)의 바닥면에 해당한다.
이러한 상부 바디(5220) 및 하부 바디(5230)에 의해, 흡입 본체(5200) 내부에 포집 영역(5214)을 가지는 유로(5210)가 마련된다. 즉, 하부 바디(5230)의 상부면 중 제 2 면(5232)에 의해 포집 영역이 마련된다.
상술한 바와 같이, 제 3 유로(5213)의 바닥면에 해당하는 제 2 면(5232)은 경사를 가지지 않는 평탄면이며, 제 1 면(5231)에서부터 제 2 면(5232)으로 자연스럽게 연결되는 형상이다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 제 1 면(5231)과 제 2 면(5232)이 도 6에 도시된 바와 바와 같이 계단식 단차 형상을 가지도록 연결되면서, 상기 제 2 면이 평탄면일 수 있다. 또한, 이에 한정되지 않고, 도 7에 도시된 바와 같이 제 3 면이 하측으로 오목한 곡면일 수도 있다.
불순물의 이동 또는 흐름이 용이하도록 흡입 본체(5200) 내벽면에 마련되는 홈(5240)은, 상부 바디(5220)의 내벽면 및 하부 바디(5230)의 상부면 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다. 여기서 홈(5240)은 흡입된 불순물의 흐름을 난류로 바꿔 저항을 줄여줌으로써, 상기 불순물이 배출관 방향으로 이동이 용이하도록 하는 역할을 한다. 이때, 불순물이 상대적으로 내경이 좁은 제 2 유로(5212)에서부터 제 3 유로(5213)로의 이동이 원활하도록, 상부 바디(5220)의 내벽면 및 하부 바디(5230)의 상부면 중, 제 2 유로(5212)를 구획하는 상부 바디(5220)의 내벽면 및 하부 바디(5230)의 상부면에 홈(5240)이 마련되는 것이 바람직하다. 다른 말로 하면, 하부 바디(5230)의 상부면 중, 제 1 면(5231) 및 상기 제 1 면(5231)과 대향하는 상부 바디(5220)의 내벽면 중 적어도 하나에 홈(5240)이 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 상부 바디(5220) 및 여기에 흡입 구동부(5100)를 체결하는 체결부(5250)는 모두 금속 또는 금속 합금으로 이루어질 수 있으며, 상호 분리 및 체결 가능하다. 상부 바디(5220)와 체결부(5250) 간의 체결 시에, 상기 상부 바디(5220)와 체결부(5250) 간의 연결 부위를 실링하기 위하여, 상부 바디(5220)와 체결부(5250) 사이에 실링 부재를 장착한다. 실링 부재(5260)는 신축성을 가지거나, 유연하거나, 연성을 가지는 재료 예컨대 플라스틱, 고무 등의 재료로 이루어질 수 있다.
흡입 구동부(5100)는 외부의 불수물이 불순물 제거 장치(5000)의 흡입구(5280)를 통해 내부로 흡입되고, 흡입된 불순물이 배출관(5400)을 통해 배출되도록, 상기 흡입력을 제공하는 수단이다. 실시예에 따른 흡입 구동부(5100)는 코안다(coanda) 효과를 이용하여 불순물을 배출관으로 가속 이동시키는 수단일 수 있다.
보다 구체적으로 흡입 구동부(5100)는 내부 공간을 가지는 본체(이하, 구동 본체(5110)) 및 구동 본체(5110)에 연결되어 압축 공기를 불어 넣는 공급부(5120)를 포함할 수 있다.
여기서, 구동 본체(5110)의 내부 공간을 제 3 유로(5213)로부터 배출관(5400)이 위치된 방향으로 나누면, 상기 내부 공간은 제 1 관로(5111) 및 제 2 관로(5112)를 포함한다. 즉, 구동 본체(5110)의 내부 공간은 제 3 유로(5213)로부터 배출관(5400) 방향으로 소정 거리 연장 형성된 제 1 관로(5111) 및 제 1 관로(5111)와 배출관 사이에 위치되는 제 2 관로(5112)를 포함한다. 여기서 제 2 관로(5112)는 제 1 관로(5111)에 비해 그 내경이 작으며, 제 1 관로(5111)는 제 2 관로(5112)가 위치된 방향으로 갈수록 그 내경이 점차 좁아지는 형상일 수 있다.
소정량의 압축 공기를 공급부(5120)의 밸브(5121) 통해 공급하면, 코안다(coanda) 효과(유체가 만곡면을 흐를 때 그 표면에 밀착하여 흐르는 현상) 및 제 1 및 제 2 관로(5111, 5112)의 내경의 변화에 의한 베르누이 작용에 의해, 불순물 제거 장치(5000) 주위에 있는 파티클을 흡입구(5280)를 통해 흡입 본체(5200) 내부로 끌어들인다. 이때, 압축 공기가 증폭되어 불순물이 배출관 방향으로 음속으로 가속되어 배출된다.
흡입 구동부(5100)는 상술한 구성 및 코안다 효과를 이용하는 수단에 한정되지 않고, 흡입 본체(5200) 내부에 흡입력을 부가할 수 있는 다양한 수단의 적용이 가능하다.
실시예에 따른 불순물 제거 장치(5000)는 상술한 바와 같이 스테이지의 이송 방향(제 1 방향)과 교차하는 제 2 방향으로 연장 형성된다. 이때, 하나의 불순물 제거 장치가 스테이지의 제 2 방향으로 연장 형성되거나, 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 불순물 제거 장치(5000a, 5000b, 5000c, 5000d)가 제 2 방향으로 나열되어 상호 연결 될 수도 있다.
상기에서는 실시예에 따른 불순물 제거 장치(5000)가 탈산소 모듈(420)을 구비하는 광 조사 장치(400)를 포함하는 기판 처리 설비에 적용되는 것을 설명하였다. 하지만, 실시예에 따른 불순물 제거 장치(5000)는 탈산소 모듈(420)을 구비하지 않는 광 조사 장치를 포함하는 기판 처리 설비에 적용될 수도 있다. 즉, 실시예에 따른 불순물 제거 장치(5000)는 공정 챔버(100), 상기 공정 챔버(100) 내부에 위치되어 기판(S)이 안착되는 스테이지(200) 및 스테이지 상에 안착된 기판(S)으로 광을 조사하는 광 조사 장치(4000)를 구비하는 기판 처리 설비에 적용될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 5, 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 불순물 제거 장치의 동작 및 이를 이용한 공정 챔버 내 불순물 제거 방법에 대해 설명한다.
먼저, 비정질 다결정 박막, 예컨대 비정질 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판(S)을 공정 챔버(100) 내로 장입시켜, 스테이지(200) 상에 안착시킨다.
스테이지(200) 상에 기판(S)이 안착되면, 상기 스테이지(200)를 공정 진행 방향 즉, 제 1 방향으로 수평 이송시키면서, 상기 기판(S) 상에 형성된 박막 상에 레이저를 조사한다. 즉, 광원(300)을 동작시켜 상기 광원(300)으로부터 광 즉, 레이저(L)를 출력하고, 출력된 레이저는 윈도우(410)을 통해 가스 챔버(423) 내부와, 슬릿(423)을 통과하여 기판(S) 상에 형성된 박막에 조사된다. 이에, 기판(S) 상에 형성된 비정질 다결정의 실리콘 박막이 레이저(L)와 반응하여 결정질 실리콘 박막이 된다.
이와 같이 기판(S)을 향해 레이저(L)를 조사하는 동안, 기판(S) 또는 박막 상측으로 불활성 가스를 분사한다. 이를 위해, 가스 공급부(426)를 통해 가스 챔버로 불활성 가스 예컨대, 질소(N2) 가스를 공급하면, 상기 질소 가스는 가스 챔버(423)의 슬릿을 통과하여 기판(S) 상측으로 분사된다. 그리고 슬릿(423)을 통해 기판(S) 상측으로 토출된 질소 가스는 상기 슬릿(423)을 중심으로 측 방향으로 퍼지며, 이때 탈산소 모듈(420)과 기판(S) 사이에 존재할 수 있는 산소 및 불순물이 측 방향으로 밀려 빠져나간다. 이에, 적어도 레이저가 조사되고 있는 기판(S) 및 상기 기판 상부에 형성된 박막이 산소 및 불순물이 노출되지 않아, 산화되는 것을 방지할 수 있다.
이렇게 기판(S)에 레이저를 조사하는 기판 처리 공정 중에, 불순물 제거 장치(5000)를 동작시켜 공정 챔버(100) 내부에 부유하는 불순물 및 기판 상의 불순물을 흡입하여 제거한다.
기판(S) 상에 형성된 박막에 대한 비정질 다결정에 대한 결정질화 공정이 종료되면, 기판(S)을 공정 챔버(100) 외부로 반출하고, 광원 및 광 조사 장치의 동작을 중지시킨다.
그리고, 불순물 제거 장치를 동작시켜, 공정 챔버(100) 내 및 스테이지(200) 상의 불순물을 외부로 배출시켜 제거한다.
앞서 설명한 기판 처리 공정 중 및 기판 처리 공정 후에 불순물 제거 장치를 동작시키는데 있어서, 먼저 공급부(5120)의 밸브(5121)를 열어 흡입 구동부(5100)를 동작시킨다. 그리고 기판 처리 공정 중에는 스테이지(200)를 제 1 방향으로 이동시키면서 공정이 진행되고, 공정이 종료된 후에도 스테이지(200) 상의 불순물 제거를 위해 스테이지를 수평이동시킨다.
이에, 공정 챔버(100) 내부의 불순물 및 스테이지(200) 상의 불순물이 흡입 본체(5200)의 흡입구(5280)를 통해 내부로 유입된다. 내부로 유입된 불순물은 제 1 유로(5211), 제 2 유로(5212) 및 제 3 유로(5213)를 따라 이동한 후, 흡입 구동부(5100)를 통과하여 배출관(5400)을 통해 외부로 배출된다. 배출관(5400)의 후단에는 별도의 집진 장치가 연결될 수 있으며, 집진 장치에 배출된 불순물이 집진될 수 있다.
흡입구(5280)로 유입된 불순물이 유로(5210)를 따라 이동하는데 있어서, 유로(5210)의 주변벽 보다 구체적으로는 제 2 유로(5212)의 상부면 및 바닥면(하부면) 중 적어도 어느 하나에 마련된 복수의 홈(5240)에 의해 그 저항이 감소한다. 이에 따라, 제 1 유로(5211)를 거쳐 제 2 유로(5212)로 유입된 불순물이 제 3 유로(5213)로의 이동이 원활하게 이루어진다. 따라서, 불순물이 제 3 유로를 통과하여 배출관(5400)으로의 이동이 원활해짐에 따라, 불순물 제거 효과가 향상되는 효과가 있다.
그리고, 불순물 제거 장치(5000)가 스테이지(200)의 이동 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장 형성되어 있고, 스테이지(200)를 제 1 방향으로 이동시키므로, 스테이지(200) 상면 전체에 대한 불순물 제거를 실시할 수 있다. 또한, 불순물 제거 장치(5000)가 스테이지(200)의 상측에 위치하고 있고, 흡입구(5280)가 스테이지(200)를 향해 마련되어 있으므로, 스테이지(200)의 상부면중 지지면(220) 상의 불순물뿐만 아니라, 흡착홈(210) 내부에 존재하는 불순물까지도 흡입하여 제거할 수 있다.
따라서, 공정 챔버(100) 내 부유하는 불순물 및 스테이지(200) 상의 불순물에 의해 기판(S)이 오염되는 것을 억제 또는 방지할 수 있고, 이에 따라 불순물에 따른 제품 품질 하락을 방지하고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
기판 처리 공정을 종료한 후, 불순물 제거 공정을 종료한 후, 기판 처리 장치의 유지 보수 작업 등을 위해 불순물 제거 장치(5000)를 소정시간 중지시킬 수 있다.
이렇게 불순물 제거 장치(5000)의 동작을 중지하고 있을 때, 이전에 배출관(5400)으로 미쳐 배출되지 못한 불순물이 흡입 본체(5200) 내부에 남아있을 수 있다. 이는 불순물 제거 장치(5000)의 동작을 중지하면, 흡입 본체(5200) 내부에 흡입력이 발생되지 않기 때문에, 불순물의 이동력이 부여되지 않기 때문이며, 불순물이 그 중력에 의해 하측으로 낙하하게 된다. 특히, 내경이 가장 큰 제 3 유로(5213)에 불순물이 상대적으로 다량 존재할 수 있다. 이때, 제 3 유로(5213)의 바닥면은 그 높이가 낮기 때문에, 제 3 유로(5213)의 하부 영역인 포집 영역(5214)으로 낙하된 불순물은 그 중력 및 바닥면의 높이 차(H)에 의해 제 제 2 유로(5212)로의 이동이 어렵게 되며, 이에 포집 영역(5214) 내에 갇히게 된다. 이에, 불순물 제거 장치(5000)의 동작을 중지시켰을 때에도, 흡입 본체(5200) 내부의 불순물이 흡입구(5280)를 통해 유출되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 따라서, 스테이지(200) 또는 기판(S)의 재 오염을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 제 2 유로(5212)는 제 3 유로(5213)에 비해 그 내경이 작고, 상기 제 2 유로(5212)는 흡입구(5280)가 위치한 방향으로 갈수록 그 내경이 좁아지는 형상이기 때문에, 제 3 유로(5213)의 불순물이 제 2 유로(5212)로 이동하거나, 흡입구(5280) 방향으로 이동하는 것이 억제 또는 방지된다.
따라서, 흡입 본체(5200) 내부로 흡입된 불순물이 다시 흡입구를 통해 외부로 유출되어 스테이지 또는 기판을 오염시키는 문제를 방지할 수 있다.
한편, 종래에는 엑시머 레이저를 이용하여 기판을 처리하는 ELA 장치의 공정 챔버 내에 불순물 제거 장치를 설치할 수 없었다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 불순물 제거 장치를 소형으로 구성하여 ELA 장치의 공정 챔버 내에 설치가 가능하다. 이에 따라 종래와 같이 기판 처리 장치를 동작을 중지시킨 후에 작업자가 공정 챔버 내로 들어가 클리닝 작업을 수행하지 않고, 불순물 제거 장치를 동작시켜 공정 챔버 내부의 불순물을 제거할 수 있으므로, 불순물 제거를 위한 공정이 보다 용이해지고, 작업자의 안전성이 확보되며, 작업자에 의한 2차 오염을 방지할 수 있다.
200: 스테이지 400: 광 조사 장치
423: 슬릿 5000: 불순물 제거 장치
5100: 흡입 구동부 5200: 흡입 본체
5210: 유로 5211: 제 1 유로
5212: 제 2 유로 5213: 제 3 유로
5220: 상부 바디 5230: 하부 바디
5231: 제 1 면 5232: 제 2 면
5240: 홈 5250: 체결부
5260: 실링 부재 5300: 배출관

Claims (21)

  1. 일면에 기판이 안착되는 스테이지를 구비하는 기판 처리 설비에 설치되어, 불순물을 제거하는 불순물 제거 장치로서,
    상기 스테이지를 향해 마련된 흡입구를 구비하며, 상기 흡입구로부터 유입된 불순물을 흡입하여 외부로 배출시키며,
    상기 스테이지를 향하는 일단에 상기 흡입구가 마련되고, 내부에 상기 흡입구로 유입된 불순물이 이동하는 유로가 마련된 흡입 본체를 포함하며,
    상기 유로는, 상기 흡입 본체의 내벽면 중, 바닥면에 높이가 다른 영역에 비해 낮게 형성된 포집 영역을 포함하는 불순물 제거 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡입 본체의 내벽면에 내측 방향으로 함몰된 형상의 홈이 형성된 불순물 제거 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 흡입 본체에 연결되어 상기 흡입 본체 내부에 흡입력을 제공하는 흡입 구동부를 포함하고,
    상기 유로는 상기 흡입구와 상기 흡입 구동부 사이에 마련된 불순물 제거 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 유로는,
    상기 흡입구로부터 상측 방향으로 연장 형성된 제 1 유로;
    상기 제 1 유로로부터 상기 스테이지의 이동 방향으로 연장 형성된 제 2 유로; 및
    제 2 유로로부터 흡입 구동부 방향으로 연장 형성된 제 3 유로;
    를 포함하고,
    상기 제 2 유로의 바닥면 및 상기 제 2 유로의 상부면 중 적어도 하나에 상기 홈이 마련된 불순물 제거 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 2 유로의 내경은 상기 제 3 유로에 비해 작은 불순물 제거 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 2 유로는 상기 흡입구가 위치된 방향으로 갈수록 그 내경이 점차 좁아지는 형상인 불순물 제거 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 유로는,
    상기 흡입구로부터 상측 방향으로 연장 형성된 제 1 유로;
    상기 제 1 유로로부터 상기 스테이지의 이동 방향으로 연장 형성된 제 2 유로; 및
    제 2 유로로부터 흡입 구동부 방향으로 연장 형성된 제 3 유로;
    를 포함하고,
    상기 제 3 유로의 바닥면의 높이가 상기 제 2 유로의 바닥면의 높이에 비해 낮은 불순물 제거 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 3 유로의 바닥면은 경사가 없는 평면인 불순물 제거 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 2 유로의 바닥면으로부터 상기 제 3 유로의 바닥면이 연장 형성되는데 있어서, 계단식 단차를 가지도록 형상된 불순물 제거 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 3 유로의 바닥면은 하측으로 오목한 곡면인 불순물 제거 장치.
  12. 청구항 1 내지 청구항 3, 청구항 5 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불순물 제거 장치는 복수개로 마련되어, 상기 스테이지의 수평 이동 방향과 교차하는 방향으로 나열 설치된 불순물 제거 장치.
  13. 내부 공간을 가지는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버에 설치되어, 상부에 기판이 안착 가능하며, 수평 이동 가능한 스테이지;
    상기 스테이지 상에 안치된 기판을 향해 광을 조사하는 광 조사 장치; 및
    상기 공정 챔버 내 불순물의 흡입이 가능하도록, 상기 스테이지를 향해 마련된 흡입구를 구비하여, 상기 불순물을 외부로 배출시켜 제거하는 불순물 제거 장치;
    를 포함하고,
    상기 불순물 제거 장치는, 상기 스테이지를 향하는 일단에 상기 흡입구가 마련되고, 내부에 상기 흡입구로 유입된 불순물이 이동하는 유로가 마련된 흡입 본체를 포함하며,
    상기 유로는, 상기 흡입 본체의 내벽면 중, 바닥면에 높이가 다른 영역에 비해 낮게 형성된 포집 영역을 포함하는 기판 처리 설비.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 흡입 본체의 내벽면에 내측 방향으로 함몰된 형상의 홈이 형성된 기판 처리 설비.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 흡입 본체는 상기 스테이지의 수평 이동 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성된 기판 처리 설비.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 불순물 제거 장치는 상기 흡입 본체에 연결되어 상기 흡입 본체 내부에 흡입력을 제공하는 흡입 구동부를 포함하고,
    상기 유로는 상기 흡입구와 상기 흡입 구동부 사이에 마련된 기판 처리 설비.
  17. 삭제
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 유로는,
    상기 흡입구로부터 상측 방향으로 연장 형성된 제 1 유로;
    상기 제 1 유로로부터 상기 스테이지의 이동 방향으로 연장 형성된 제 2 유로; 및
    제 2 유로로부터 흡입 구동부 방향으로 연장 형성된 제 3 유로;
    를 포함하고,
    상기 제 2 유로의 바닥면 및 상기 제 2 유로의 상부면 중 적어도 하나에 상기 홈이 마련된 기판 처리 설비.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제 2 유로의 내경은 상기 제 3 유로에 비해 작은 기판 처리 설비.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 제 2 유로는 상기 흡입구가 위치된 방향으로 갈수록 그 내경이 점차 좁아지는 형상인 기판 처리 설비.
  21. 청구항 16에 있어서,
    상기 유로는,
    상기 흡입구로부터 상측 방향으로 연장 형성된 제 1 유로;
    상기 제 1 유로로부터 상기 스테이지의 이동 방향으로 연장 형성된 제 2 유로; 및
    제 2 유로로부터 흡입 구동부 방향으로 연장 형성된 제 3 유로;
    를 포함하고,
    상기 제 3 유로의 바닥면의 높이가 상기 제 2 유로의 바닥면의 높이에 비해 낮은 기판 처리 설비.
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