KR101049396B1 - Apparatus and method for simulating printing process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프린팅 공정 시뮬레이션 장치 및 방법에 대한 것으로서, 더 상세하게는 프린팅 공정용 소재 사이의 점착 특성 및 이에 대한 공정 조건의 영향을 자동으로 조사해 주는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a printing process simulation apparatus and method, and more particularly to a printing process simulation apparatus and method for automatically investigating the influence of the adhesion characteristics between the material for the printing process and the process conditions thereto.
마이크로/나노미터 크기의 패턴 및 디바이스를 제조할 때 사용되는 임프린트 리소그래피 공정, 전사 공정, 프린팅 공정에서 이종 재료 사이의 접촉을 통해 패턴을 형성시키는 공정이 요구된다. 또한, 한 모재에서 다른 모재로 원하는 재료(금속, 폴리머, 잉크 등)를 옮기는 공정이 반드시 필요하다.What is needed is a process of forming a pattern through contact between dissimilar materials in an imprint lithography process, a transfer process, and a printing process used to make micro / nanometer sized patterns and devices. In addition, a process of transferring a desired material (metal, polymer, ink, etc.) from one base material to another is absolutely necessary.
이때 접촉하는 두 재료 사이의 점착력(adhesion)을 적적히 컨트롤 해야만 공정이 성공적으로 수행된다. At this time, the process is successful only if the adhesion between the two materials in contact is properly controlled.
특히, 고성능의 유연 전자 소자 및 디스플레이를 제작하기 위해서는 기존의 반도체 공정으로 제작된 재료 및 소자를 스탬프와 접촉시켜 기판에서 떼어낸 후, 유연 기판에 전사하는 공정이 필요하다. 또한, 연속생산 공정으로 전자회로를 제작하는 프린팅 공정에서는 스탬프를 전도성 잉크가 코팅된 모재와 접촉시켜 잉크를 모재에서 떼어낸 후 원하는 기판에 잉크를 전사하는 공정이 반복적으로 수행된다. In particular, in order to manufacture high-performance flexible electronic devices and displays, a process of transferring a material and a device manufactured by a conventional semiconductor process into contact with a stamp, removing the substrate from the substrate, and then transferring the same to a flexible substrate is required. In addition, in the printing process of manufacturing an electronic circuit in a continuous production process, the stamp is contacted with a base material coated with a conductive ink to remove the ink from the base material, and then the process of transferring the ink to a desired substrate is repeatedly performed.
성공적인 프린팅을 위해서는 서로 접촉하는 스탬프, 잉크, 모재, 기판 사이의 점착 특성이 매우 중요하며, 소재뿐만 아니라 접촉압력, 속도, 접촉 시간 등의 공정 조건이 점착 특성에 지대한 영향을 미친다.Adhesion between stamps, inks, substrates, and substrates is very important for successful printing, and process conditions such as contact pressure, speed, and contact time, as well as materials, have a significant effect on adhesion characteristics.
그런데, 종래에는 이를 해소하기 위해 시행착오 방식으로 재료 및 운전조건을 달리해가며 최적의 공정 조건을 찾아내었다. 따라서, 많은 노력과 시간, 비용이 필요하였다.However, conventionally, in order to solve this problem, the optimum process conditions were found by varying materials and operating conditions by trial and error. Therefore, much effort, time, and cost were required.
따라서, 소재간 점착 특성 및 이에 대한 공정 조건의 영향을 조사하여 효율적으로 최적의 공정 조건을 찾아내주는 공정 시뮬레이션 장치 및 방법이 필요하다.
Therefore, there is a need for a process simulation apparatus and method for finding the optimum process conditions efficiently by investigating the effects of adhesion between materials and process conditions thereon.
본 발명은 종래 기술에 의해 제기된 문제점을 해소하기 위해 스탬프, 잉크, 모재, 기판 사이의 점착 특성을 조사하는 공정 시뮬레이션 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a process simulation apparatus and method for investigating adhesive properties between stamps, inks, substrates and substrates in order to solve the problems posed by the prior art.
또한, 본 발명은 프린팅시 접촉압력, 속도, 접촉 시간 등의 공정 조건을 조사하여 효율적으로 최적의 공정 조건을 찾아내 주는 공정 시뮬레이션 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Another object of the present invention is to provide a process simulation apparatus and method for efficiently finding an optimal process condition by examining process conditions such as contact pressure, speed, and contact time during printing.
본 발명은 위에서 제기된 과제를 해결하기 위해 프린팅 공정 시뮬레이션 장치를 제공한다. 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 챔버실(100); 상기 챔버실(100)내에 제공되며 표면상에 적어도 하나의 홈(1030)이 형성된 샘플 기판(120); 상기 샘플 기판(120)을 로딩하는 제 1 기판 스테이지(140); 상기 적어도 하나의 홈(1030)에 프린팅 용액을 공급하는 디스펜서부(160); 상기 제 1 기판 스테이지(140)를 이송하는 선형 스테이지(141); 이송됨에 따라 상기 샘플 기판(120)을 닥터링하는 닥터 블레이드(135); 닥터링된 상기 샘플 기판(120)을 운반하는 기판 운반부(150); 상기 기판 운반부(150)에 의해 상기 샘플 기판(120)이 로딩되는 제 2 기판 스테이지(195b); 상기 제 2 기판 스테이지(195b)를 X, Y 및 Z 축 방향 중 적어도 어느 하나 방향으로 이동시키는 위치 조절부(170); 및 상기 챔버실(100) 내의 일측면에 설치되어 상기 제 2 기판 스테이지(195b)가 상승됨에 따라 상기 샘플 기판(120)과 접촉되는 접촉 렌즈(107)를 포함한다. The present invention provides a printing process simulation apparatus to solve the problems raised above. This printing process simulation apparatus includes the
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 상기 위치 조절부(170)와 상기 제 2 기판 스테이지(195b) 사이에 설치되어 상기 샘플 기판(120)에 작용하는 하중을 센싱하여 상기 적어도 하나의 홈(1030)에 공급된 상기 프린팅 용액과 상기 샘플 기판(120) 간의 점착력을 산출하는 하중 감지 센서(190b)를 더 포함하되, 상기 점착력은 상기 접촉 렌즈(107)가 상기 샘플 기판(120)에 접촉됨에 따라 상기 프린팅 용액이 접착 렌즈(107)와 샘플 기판(120)에 동시에 일정시간 점착되어 인장되다가 샘플 기판(120)으로부터 분리되는 순간의 최대 인장력인 것을 특징으로 한다.In addition, the printing process simulation apparatus is provided between the
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 상기 접촉 렌즈(107)와 결합되며 상기 챔버실(100) 외측면에 설치되며 정렬 마크(600)가 새겨진 투명판(105); 상기 투명판(105)과 소정 간격을 두고 설치되는 현미경(103); 및 상기 현미경(103)과 연결되어 상기 샘플 기판(120)과 상기 접촉 렌즈(107)의 접촉에 따른 접촉면을 촬영하는 촬영부(101)를 더 포함한다. In addition, the printing process simulation apparatus, the
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 상기 접촉 렌즈(107)를 세정하는 세정 패드(270)가 로딩되는 제 2 기판 스테이지(195a) 및 상기 샘플 기판(120)으로부터 흡착된 프린팅 용액을 전사하는 타깃 기판(290)이 로딩되는 제 2 기판 스테이지(195c)를 더 포함한다. The printing process simulation apparatus further includes a target substrate for transferring the printing solution adsorbed from the
여기서, 상기 위치 조절부(170)는, 상기 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c) 중 적어도 하나를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 스테이지(200); 상기 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c) 중 적어도 하나를 X축 방향으로 이동시키는X축 스테이지(210a 내지 210c); 상기 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c) 중 적어도 하나를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 스테이지(220a 내지 220c); 및 상기 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c) 중 적어도 하나의 경사를 조정하는 틸팅 스테이지(230a 내지 230c)를 포함한다. Here, the
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 흡착된 프린팅 용액과 상기 타깃 기판(290)간의 점착력을 계산하는 하중 감지 센서(190c)를 더 포함한다. In addition, the printing process simulation apparatus further includes a
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 상기 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c) 중 적어도 어느 하나를 가열하는 히터(193); 및The printing process simulation apparatus further includes a
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 상기 히터(193)와 상기 하중 감지 센서(190) 사이에 열을 차단하는 절연부(191)를 더 포함한다. In addition, the printing process simulation apparatus further includes an
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 상기 챔버실(100)을 진동이 없는 상태로 유지하는 제진 테이블(179)을 더 포함한다. In addition, the printing process simulation apparatus further includes a vibration damping table 179 for maintaining the
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 상기 닥터 블레이드(135)에 작용하는 하중을 감지하는 하중 감지 센서(131); 및 상기 닥터 블레이드(135)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 스테이지(130)를 더 포함한다. In addition, the printing process simulation apparatus, the
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 상기 챔버실(100) 내 압력, 온도 및 습도를 조절하는 압력 및 온습도계(180); 및 상기 챔버실(100) 내 공기 분위기를 전환시키는 흡배기 포트(181, 182)를 포함한다. In addition, the printing process simulation apparatus, the pressure and temperature and
이때, 상기 기판 운반부(150)는, 실린더(152); 상기 실린더(152)에 내삽되어 왕복 운동하는 로드(155); 상기 로드(155)와 연결되어 회동하는 회전부(157); 상기 회전부(157)와 결합되어 수평 운동하는 리니어 가이드(151); 및 상기 샘플 기판(120)을 파지하는 집게부(153)를 포함한다. At this time, the
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 상기 샘플 기판(120)을 상기 제 1 기판 스테이지(140)에 로딩하는 기판 제공부(110)를 더 포함한다. In addition, the printing process simulation apparatus further includes a
이때, 상기 기판 제공부(110)는, 상기 샘플 기판(120)을 파지하여 상기 제 1 기판 스테이지(140) 상에 로딩하는 기판 파지부(111); 상기 기판 파지부(111)와 결합되어 이동하는 가이드(112); 상기 가이드(112)를 이동시키는 레일(113); 및 적층된 샘플 기판(120)을 하나씩 승강시키는 승강부(115)를 포함한다. At this time, the
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치는, 상기 샘플 기판(120), 세정 패드(270) 및 타깃 기판(290) 중 적어도 어느 하나를 고정하는 기판 고정부(290a, 290b); 상기 적어도 어느 하나의 표면온도를 측정하는 비접촉식 표면 온도 측정 센서(270); 및 상기 적어도 어느 하나의 변위를 측정하는 비접촉식 변위 측정 센서(270)를 더 포함한다.The printing process simulation apparatus further includes:
본 발명의 다른 실시예에 따는 프린팅 공정 시뮬레이션 방법은, 프린팅 용액이 홈(1030)에 채워진 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)이 접촉 렌즈(107)와 접촉하는 단계; 상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290) 상에서 정렬 마커(600)의 위치를 찾는 단계; 초기 접촉점을 적용하여 상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290) 상에서 상기 접촉 렌즈(107)와 접촉된 접촉 면적(810)의 중심점(800)을 찾는 단계; 상기 정렬 마커(600)와 상기 중심점(800)간 거리가 허용 오차 범위 내인지 확인하는 단계; 및 확인 결과, 허용 오차 범위 이상이면 상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)와 접촉 렌즈(107)를 분리하는 단계;According to another embodiment of the present invention, a printing process simulation method includes: contacting a
틸팅 스테이지(230a 내지 230c)를 조정하여 상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)의 기울기를 조정하는 단계; 및 Adjusting the tilting stage of the
상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)와 접촉 렌즈(107)를 다시 접촉시키는 단계를 포함한다. Contacting the
또한, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 방법은, 상기 접촉 면적과 하중 감지 센서(190)에서 센싱된 하중힘을 이용하여 접촉 압력을 구하는 단계; 상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)과 접촉 렌즈(107)가 접촉되는 경우, Z축 스테이지(220a 내지 220c)가 정지되어 있는 시간을 이용하여 접촉 시간을 구하는 단계; 상기 Z축 스테이지(220a 내지 220c)가 상승하는 시간을 이용하여 접촉 속도를 구하는 단계; 및 상기 Z축 스테이지(220a 내지 220c)가 하강하는 시간을 이용하여 분리 속도를 구하는 단계를 더 포함한다. In addition, the printing process simulation method, comprising the steps of obtaining a contact pressure using the contact area and the load force sensed by the
또한, 프린팅 공정 시뮬레이션 방법은, 상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)과 접촉 렌즈(107)가 접촉되는 경우, 하중 감지 센서(190a 내지 190c)를 이용하여 상기 프린팅 용액의 점착력을 계산하는 단계를 더 포함하되, 상기 점착력은 상기 접촉 렌즈(107)가 상기 샘플 기판(120)에 접촉됨에 따라 상기 프린팅 용액이 접착 렌즈(107)와 샘플 기판(120)에 동시에 일정시간 점착되어 인장되다가 샘플 기판(120)으로부터 분리되는 순간의 최대 인장력인 것을 특징으로 한다.
In addition, in the printing process simulation method, when the
본 발명에 의하면, 하중 감지 센서 등을 이용하여 스탬프, 잉크, 모재, 기판 사이의 점착 특성을 자동적으로 계산하는 것이 가능하다. According to the present invention, it is possible to automatically calculate the adhesive properties between the stamp, the ink, the base material, and the substrate using a load sensor or the like.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 현미경, 촬영 수단, 기판의 승하강 수단 등을 이용하여 프린팅시 접촉압력, 속도, 접촉 시간 등의 공정 조건이 계산가능하므로 최적의 공정 조건을 찾아내는 것이 가능하다는 점을 들 수 있다. In addition, another effect of the present invention is that the processing conditions such as contact pressure, speed, and contact time can be calculated during printing using a microscope, a photographing means, a raising / lowering means of a substrate, etc. Can be mentioned.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프린팅 공정 시뮬레이션 장치에 대한 구성도이다.
도 2a는 도 1의 위치 조절부(170)에 대한 개념을 보여주는 도면이다.
도 2b는 도 1의 위치 조절부(170) 및 기판 스테이지(195)에 대한 평면도이다.
도 3은 도 1의 기판 운반부(150) 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 닥터 블레이드 구조를 보여주는 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 디스펜싱(dispensing) 공정을 보여주는 도면이다.
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 닥터링(doctoring) 공정을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 평행 정렬을 위한 구성을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 평행 정렬 과정을 보여주는 순서도이다.
도 8a는 본 발명의 일실시예에 따른 미정렬 상태를 보여주는 화면예이다.
도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 정렬 상태를 보여주는 화면예이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 점착력 그래프 및 촬영된 영상의 화면예이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일실시예에 따른 프린팅 공정을 보여주는 도면이다. 1 is a block diagram of a printing process simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
2A illustrates a concept of the
2B is a plan view of the
3 is a view illustrating a structure of the
4 is a perspective view showing the doctor blade structure of FIG.
5A illustrates a dispensing process according to an embodiment of the present invention.
5B illustrates a doctoring process according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a configuration for parallel alignment according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart showing a parallel alignment process according to an embodiment of the present invention.
8A is a screen example showing an unaligned state according to an embodiment of the present invention.
8B is a screen example showing an alignment state according to an embodiment of the present invention.
9 is a screen example of an adhesive force graph and a captured image according to an embodiment of the present invention.
10A to 10D are views illustrating a printing process according to an embodiment of the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 만족하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not satisfy all of the technical idea of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be water and variations.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프린팅 공정 시뮬레이션 장치 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a printing process simulation apparatus and method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프린팅 공정 시뮬레이션 장치에 대한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 이 프린팅 공정 시뮬레이션 장치에는, 챔버실(100), 샘플 기판(120)을 제공하는 기판 제공부(110), 기판 제공부(110)로부터 제공된 샘플 기판(120)을 안착하는 기판 스테이지(140), 샘플 기판(120)에 잉크를 제공하는 디스펜서부(160), 이 기판 스테이지(140)를 이송시키는 선형 스테이지(141), 샘플 기판(120)을 닥터링(doctoring)하는 닥터 블레이드(135), 샘플 기판(120)을 운반하는 기판 운반부(150), 운반된 샘플 기판(120)을 안착하는 기판 스테이지(195), 이 기판 스테이지(195)를 X,Y 및 Z축으로 이동시키는 위치 조절부(170), 기판 스테이지(195)가 상승함에 따라 접촉되는 접촉 렌즈(107), 접촉 렌즈(107)와 샘플 기판(120)의 접촉 상태를 조사하는 현미경(103), 이 현미경(103)에 의해 조사된 접촉 상태를 촬영하는 촬영부(101) 등이 구성된다. 1 is a block diagram of a printing process simulation apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the printing process simulation apparatus includes a
도 1을 참조하면, 챔버실(100)은 내부의 가스 분위기를 일정한 상태로 유지한다. 예를 들면, 내부를 대기중 상태, 질소(N2) 상태, 진공 상태 등을 유지한다. 따라서 외부는 밀폐가 가능한 철, 알루미늄 합금 등의 금속 재료가 사용된다. 이를 위해 챔버실(100)의 하단에는 흡배기 포트(181 및 182)가 구성되어, 챔버실(100)의 공기 분위기를 배출하거나, 또는 다른 공기 분위기를 위해 특정 기체를 흡입한다. Referring to FIG. 1, the
챔버실(100) 내에서 소재간 점착 특성을 정밀하게 계산하기 위해서는 챔버실(100)에 외부 충격이 가해지지 않아야 하므로, 챔버실(100)의 하단에는 제진 테이블(170)이 구비된다. 즉, 제진 테이블(170)은 진동 제거용 공압 제진 테이블로서 챔버실(100)이 안정적인 정지 상태에 있도록 한다.In order to accurately calculate the adhesion property between materials in the
또한, 챔버실(100)의 일측면에는 챔버실(100) 내 압력, 온도 및 온도 습도를 조절하는 압력 및 온습도계(180)가 구비된다. 이 압력 및 온습도계(180)에는 압력 공급기(미도시), 히터기(미도시) 및 가습기(미도시)가 구비되며, 이를 압력 및 온습도를 계측하는 계측 장치(미도시)가 구비된다. 물론, 압력 및 온습도계(180)의 구성은 널리 공지되어 있으므로, 본 발명의 명확한 이해를 위해 더 이상의 설명은 생략하기로 한다. In addition, one side of the
기판 제공부(110)는 샘플 기판(120)을 제 1 기판 스테이지(140)에 로딩하는 역할을 수행한다. 물론, 이를 위해 기판 제공부(110)에는 샘플 기판(120)을 파지하여 제 1 기판 스테이지(140) 상에 로딩하기 위한 기판 파지부(111), 이 기판 파지부(111)와 결합되어 이동하는 가이드(112), 이 가이드(112)를 이동시키는 레일(113), 적층된 기판을 하나씩 승강시키는 승강부(115) 및 이 레일(113)을 지지하는 지지대(114a, 114b) 등이 구비된다. The
따라서, 기판 파지부(111)가 샘플 기판(120)을 파지하며, 가이드(112)가 레일(113)을 타고 수평방향으로 이동하여 제 1 기판 스테이지(140)에 로딩하게 된다. 물론, 기판 제공부(110)는 샘플 기판(120)뿐만 아니라 도 2b에서 후술할 타깃 기판(290), 클리닝 패드(270) 등도 제공한다. 이 경우, 잉크를 공급하는 디스펜싱 공정 및 닥터링 공정이 생략된다. Therefore, the
제 1 기판 스테이지(140)는 선형 스테이지(141) 상에서 좌우로 이송된다. 이를 위해 제 1 기판 스테이지(140)는 레일 구조로 되어 있다. The
디스펜서부(160)가 제 1 기판 스테이지(140)와 소정의 간격을 두고 설치되며, 이 디스펜서부(160)는 제 1 기판 스테이지(140) 상에 로딩된 샘플 기판(120) 표면에 잉크를 공급한다. The
샘플 기판(120) 표면에 잉크가 공급되는 공정을 이해하기 쉽게 도시한 도면이 도 10a이다. 이를 설명하면 도 10a는 디스펜싱 공정으로서, 디스펜서부(160)로부터 샘플 기판(120) 상에 잉크가 공급된다. 물론, 본 발명의 일실시예는 그라비아 옵셋 프린팅을 도시하고 있으나, 이에 한정되지는 않으며 스크린 프린팅, 플렉소(flexo) 프린팅, 잉크-젯 프린팅, 패드 프린팅 등에도 적용된다. 또한, 잉크 이외에도 폴리머, 그라핀(graphene), 금속, 테프론, 실리콘 등의 프린팅 공정용 소재가 사용될 수 있다. FIG. 10A is a diagram for easily understanding a process of supplying ink to the surface of the
다시 도 1을 참조하면, 제 1 기판 스테이지(140)와 소정 간격을 두고 챔버실(100)의 천장쪽에 닥터링 공정을 위한 닥터 블레이드(135)가 구비된다. 물론, 이 닥터 블레이드(135)가 상하로 동작되도록 하기 위해 Z축 스테이지(130)가 구성되며, 이 Z축 스테이지(130)에는 하중 감지 센서(131)가 구비된다. Referring to FIG. 1 again, a
Z축 스테이지(130)는 실린더, 볼/리드 스크류 등으로 구현된다. 하중 감지 센서(131)는 보통 로드셀(loadcell)이 사용되며, 마그네틱, 전정용량, 스트레인게이지 방식이 있다. 따라서, 하중 감지 센서(131)는 닥터링 공정 시, 닥터 블레이드가 샘플 기판을 누르는 힘을 측정하며, Z축 스테이지(130)의 변위를 상하로 조절하여 이 힘을 조절할 수 있다. Z-
닥터 블레이드(135)는 고정 부재(133)와 결합되며, 하단에 칼날(137)이 구성된다. 이를 보여주는 도면이 도 4에 도시된다. 이에 대하여는 후술하기로 한다. The
계속 도 1을 참조하면, 이 닥터 블레이드(135)에 의해, 샘플 기판(120)이 좌측 방향으로 이송됨에 따라 샘플 기판(120) 상의 잉크(161)를 닥터링하여 샘플 기판(120)상의 홈(미도시)에 잉크가 균일하게 가득차게 한다. Referring to FIG. 1, by the
닥터링 공정이 완료되면 샘플 기판(120)은 선형 스테이지(141)의 좌측단으로 이송되며, 이 경우 기판 운반부(150)가 이 샘플 기판(120)을 제 2 기판 스테이지(195)에 이송한다. 물론, 제 2 기판 스테이지(195)의 하단에는 순차적으로 히터(193), 절연부(191), 하중 감지 센서(190) 및 위치 조절부(170) 등이 구성된다. 기판 운반부(150)의 구조를 보여주는 도면이 도 3에 도시된다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.When the doctoring process is completed, the
히터(193)는 제 2 기판 스테이지(195)에 열을 가하여 제 2 기판 스테이지(195)의 온도를 조절함으로써 샘플 기판(120)에 채워진 잉크의 온도를 제어한다. The
절연부(191)는 히터(193)의 열이 하단에 있는 하중 감지 센서(190)쪽으로 전달되지 않도록 한다. 따라서, 열전달이 되지 않는 무기계(無機系)·자기계(瓷器系)·유리계·섬유질계·수지계·고무계·니스계 등이 사용된다. The
하중 감지 센서(190)는 앞서 기술한 하중 감지 센서(131)와 동일하다. 물론, 이 하중 감지 센서(190)는 샘플 기판(120)의 잉크가 접촉 렌즈(107)와 접촉하고 분리 될 때의 접촉하중 및 점착력을 측정하는 역할을 한다. The
위치 조절부(170)는 제 2 기판 스테이지(195)를 X,Y 및 Z축으로 이동시키는 역할을 한다. 따라서, 샘플 기판(120)을 상승시켜 접촉 렌즈(107)와 접촉시키거나 분리시키며, 이러한 접촉과 분리를 여러 번 반복할 수 있게 하여 잉크의 점착성을 실험할 수 있다. 이러한 접촉 및 분리 공정을 순차적으로 보여주는 도면이 도 10a 내지 도 10d에 도시된다. 이에 대하여는 후술하기로 한다. The
또한, 위치 조절부(170)의 구조를 보여주는 도면이 도 2a에 도시된다. 이에 대하여는 후술하기로 한다. In addition, a view showing the structure of the
제 2 기판 스테이지(195)와 일직선상에 접촉 렌즈(107)가 챔버실(100) 내측에 설치된다. 이 접촉 렌즈(107)는 반원구의 형태로 보통 투명한 PDMS(PolyDimethylSioxane) 물질, 융용 실리카(fused silica), 투명 유리 등이 사용된다. 이중 PDMS 물질은 기판의 상대적으로 넓은 영역에 안정적으로 점착할 수 있다. 또한, free energy가 낮으며, homogeneous, isotropic하고, 광학적으로는 300nm의 두께까지는 투명하다. 또한, 내구성이 강한 탄성 중합체(elastomer)다. 마지막으로 PDMS의 표면 특성은 SAMs(self-assembly monolayers)의 형성에 의해 생기는 플라즈마의 조절에 의해서 쉽게 수정될 수 있다. The
이 접촉 렌즈(107)는 투명판(105)과 조립되어 체결되는데, 투명판(105)은 챔버실(100) 외측에 설치된다. The
챔버실(100)의 외측에는 제 2 기판 스테이지(195)상의 샘플 기판(120)과 접촉 렌즈(107)가 접촉되는 경우 접촉 렌즈(107)의 원형 형상이 샘플 기판(120)에 찍히는 것을 조사하는 현미경(103)과 이 현미경(103)을 통하여 영상을 촬영하는 촬영부(101)가 구성된다. 촬영된 영상을 보여주는 도면이 도 9에 도시된다. 이에 대하여는 후술하기로 한다. When the
현미경(103)은 전자 현미경, 광학 현미경 등이 사용될 수 있으며, 촬영부(101)는 보통 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않고 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 카메라 등도 사용될 수 있다. The
도 2a는 도 1의 위치 조절부(170)에 대한 개념을 보여주는 도면이다. 도 2a를 참조하면, 위치 조절부(170)에는 Y축 방향으로 제 2 기판 스테이지(도 1의 195)를 이동시키는 Y축 스테이지(200), 이 Y축 스테이지(200) 상에 3개의 X축 스테이지(210a 내지 210c)가 일정한 간격을 두고 구성된다. 2A illustrates a concept of the
물론, 이 3개의 X축 스테이지(210a 내지 210c)는 각각 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c)를 X축으로 이동시킨다. X축 스테이지(210a 내지 210c) 및 Y축 스테이지(200)는 리니어 가이드를 사용한다. Of course, these three
Z축 스테이지(220a 내지 220c)는 볼/리드 스크류가 사용되며, 각각 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c)를 Z축 방향으로 상승 또는 하강시키는 역할을 한다. Ball / lead screws are used for the Z-
Z축 스테이지(220a 내지 220c)의 상단에는 틸팅 스테이지(230a 내지 230c)가 구성되어, 각각 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c)의 기울기를 조정한다. Tilting
이 틸팅 스테이지(230a 내지 230c)의 상단 각각에는 하중 감지 센서(190a 내지 190c)가 구비된다. 하중 감지 센서(190a 내지 190c)는 로드셀 등이 사용된다.
또한, 도 2a에는 도 2b에서 후술할 세정 패드(270), 샘플 기판(120) 및 타깃 기판(290)을 고정하는 기판 고정부(290a, 290b), 고정된 세정 패드(270), 샘플 기판(120) 및 타깃 기판(290)의 변위를 측정하는 비접촉식 변위 측정 센서(280), 표면온도를 측정하는 비접촉식 표면 온도 측정 센서(270)가 구비된다. 물론, 도 2b에서는 용이한 이해를 위해 간단하게 도시한 것으로 이들 센서(270, 280)를 지지하는 지지대(271)가 더 구성된다. 2A,
도 2b는 도 1의 위치 조절부(170) 및 기판 스테이지(195)에 대한 평면도이다. 도 2b를 참조하면, 위치 조절부(170)에 각각 세정 패드(270), 샘플 기판(120) 및 타깃 기판(290)이 구비된다. 물론, 이들 세정 패드(270), 샘플 기판(120) 및 타깃 기판(290)은 각각 도 2a에 도시된 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c)에 로딩된다. 따라서, 세정 패드(270)는 도 1에 도시된 접촉 렌즈(107)에 묻은 잉크 또는 먼지 등을 세정하는 역할을 한다. 2B is a plan view of the
즉, 도 2a에 도시된 제 2 기판 스테이지(195a)상에 세정 패드(270)가 로드되어 있는 경우, 점착 실험과 유사하게 Z축 스테이지(220a)를 동작시켜 제 2 기판 스테이지(195a)를 접촉 렌즈(도 1의 107)와 접촉시켰다가 떼어내거나 또는 접촉시킨 후 X축 스테이지(220a) 및/또는 Y축 스테이지(200)를 작동시켜 세정 패드와 접촉 렌즈를 마찰시키면 세정 패드(270)가 접촉 렌즈(107)를 닦아내게 된다. That is, when the
이와 비슷한 방식으로, 샘플 기판(120)에서 타깃 기판(270)으로 잉크를 전사하는 것이 가능하다. 이러한 일련의 공정을 보여주는 도면이 도 10a 내지 도 10d이다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.In a similar manner, it is possible to transfer ink from the
도 3은 도 1의 기판 운반부(150) 구조를 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 기판 운반부(150)는 실린더(152), 리니어 가이드(151) 및 집게부(153) 등을 포함하여 구성된다. 리니어 가이드(151)의 좌측에는 집게부(153)가 결합되고, 하단에는 회전을 위한 회전부(157)가 구성된다. 3 is a view illustrating a structure of the
이 회전부(157)는 실린더(152)의 로드(155)와 연결된다. 따라서, 기판 운반부(150)에 의해, 도 1에 도시된 선형 스테이지(141) 상의 제 1 기판 스테이지(140) 상에 로딩되어 있는 기판(120)을 집게부(153)으로 파지한 후, 회전부(157)에 의해 180도 회전한다. This
이후, 실린더(152)에 의해 위쪽으로 제 2 기판 스테이지(도 1의 195)에 있는 높이까지 상승되고, 집게부(153)를 좌측으로 수평 이동시킨후, 집게를 벌리면 샘플 기판(120)이 제 2 기판 스테이지(195; 정확히는 도 2a의 195b)에 로딩된다. Thereafter, the
도 4는 도 1의 닥터 블레이드 구조를 보여주는 사시도이다. 도 4를 참조하면, 닥터 블레이드 구조는 닥터링 공정중 칼날(137)이 샘플 기판(도 1의 120)의 평면상에 균일하게 놓여야 하는데, 한쪽면이 뜨게 될 수 있다. 따라서, 이러한 오류를 수정하기 위해 좌우를 조정할 수 있도록 닥터 블레이드(135)의 중앙에 요홈부(400)가 형성되어 있다. 또한, 이 요홈부(400)와 정합되게 고정 부재(133)의 중앙에도 돌출부(410)이 형성된다. 물론, 일정하게 각도가 변경되도록 돌출부(410)에는 톱니(411)가 형성되며, 요홈부(400)의 내측에도 이 톱니(411)와 엇갈리게 교차되는 톱니(미도시)가 형성된다. 4 is a perspective view showing the doctor blade structure of FIG. Referring to FIG. 4, the doctor blade structure requires the
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 디스펜싱(dispensing) 공정을 보여주는 도면이다. 즉, 이동부(142)가 레일이 구성된 선형 스테이지(141)를 따라 이동하게 되면, 닥터링 공정이 수행된다. 이를 이해하기 쉽게 도시한 도면이 도 10a이다. 도 10a는 잉크(161)를 샘플 기판(120) 표면에 공급해주는 디스펜싱(dispensing) 공정이다. 또한, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 스테이지(140)의 우측 말단에는 역모자 형상의 배수통(511) 및 이 배수통(511)의 우측 상단에 웨지(wedge) 형상의 칼날 세정 팁(510)이 구성된다. 5A illustrates a dispensing process according to an embodiment of the present invention. That is, when the moving
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 닥터링(doctoring) 공정을 보여주는 도면이다. 즉, 이동부(142)가 레일이 구성된 선형 스테이지(141)를 따라 이동하면서 칼날(137)을 지나게 되면, 이 칼날(137)에 의해 샘플 기판(120) 상에 볼록하게 나온 잉크가 균일하게 되는데, 이를 닥터링 공정이라 한다. 이를 이해하기 쉽게 도시한 도면이 도 10b이다. 즉, 샘플 기판(120)이 화살표(900) 방향으로 이동하면서 닥터 블레이드(135)의 하단에 부착된 칼날(137)에 의해 균일하게 샘플 기판(120)의 홈(1030)에 잉크가 채워진다. 5B illustrates a doctoring process according to an embodiment of the present invention. That is, when the moving
도 5b를 참조하면, 샘플 기판(120)에 채워지고 남은 잉크(530)는 칼날(137)에 의해 밀리다가 칼날 세정 팁(137)에 의해 배수통(511)으로 떨어지게 된다. 이 과정을 통해 칼날(137)이 세정된다.Referring to FIG. 5B, the remaining
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 평행 정렬을 위한 구성을 보여주는 도면이다. 도 6은 앞서 기술한 도 1에 도시된 촬영부(101), 현미경(103), 접촉 렌즈(107), 샘플 기판(120) 및 이 샘플 기판(120)의 위치를 조정하는 위치 조정부(170) 등을 이해하기 용이하게 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 투명판(105)의 하단 중앙에 정렬 마크(600)가 표시되어 있다. 따라서, 이 정렬 마크(600)를 이용하면, 샘플 기판(120)과 접촉 렌즈(107)에 의한 접촉시 평행 정렬 과정이 가능하게 된다. 이러한 평행 정렬 과정이 도 7에 도시된다. 도 7에 대하여는 후술하기로 한다. 6 is a view showing a configuration for parallel alignment according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 shows the photographing
또한, 도 6에 도시된 구성을 이용하면, 접촉 압력, 접촉 시간, 접촉 속도, 분리 속도 등의 정보를 계산하는 것이 가능하게 된다. In addition, using the configuration shown in FIG. 6, it becomes possible to calculate information such as contact pressure, contact time, contact speed, separation speed and the like.
ⅰ) 접촉 압력: 위치 조정부(170)에 의해 샘플 기판(120)이 접촉 렌즈(107)와 접촉하게 되면, 샘플 기판(120)에 접촉 렌즈(107)의 접촉 면적이 현미경(103)에 의해 촬영된다. 또한, 하중 감지 센서(190)에 의해 상승시 발생하는 힘(F)을 알 수 있다. 따라서, 힘(F)을 접촉 면적(A)으로 나누면 접촉 압력이 구해진다. I) Contact pressure: When the
ⅱ) 접촉 시간: 샘플 기판(120)과 접촉 렌즈(107)가 접촉되어 정지해 있는 시간에 의해 구해진다. 즉, Z축 스테이지(도 2a의 220b)가 상승후 멈추어 있는 시간을 이용하면 접촉 시간이 구해진다.Ii) Contact time: It is calculated | required by the time which the sample board |
ⅲ) 접촉 속도: 샘플 기판(120)이 Z축 스테이지(도 2a의 220b)에 의해 상승하는 속도를 이용하면 구해진다. Iii) Contact speed: It is calculated | required using the speed which a sample board |
ⅳ) 분리 속도: Z축 스테이지(도 2a의 220b)가 상승했다가 일정 시간 이후 하강하는 속도를 이용하면 구해진다.
I) Separation speed: It is calculated | required using the speed | rate which Z-axis stage (220b of FIG. 2A) raises and falls after a fixed time.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 평행 정렬 과정을 보여주는 순서도이다. 도 7을 참조하면, 정렬 마커(600)의 위치를 찾는다(단계 S700). 정렬 마커(600)는 도 6에 도시된 바와 같이 투명판(600) 하단 중앙에 표시되며, 보통 "+"자 형상이 사용된다. 즉, 이 "+"자 형상이 샘플 기판(120)과 접촉 렌즈(107)가 접촉되면 샘플 기판(120) 상에 투영된다. 이와 달리, 도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 정렬 상태를 보여주는 화면예로서, 정렬이 이루어진 상태에서의 화면예이다. 7 is a flowchart showing a parallel alignment process according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the position of the
도 7을 계속 참조하면, 처음에는 초기 접촉점을 그대로 사용하고, 이 접촉점에서 접촉된 접촉 면적의 중심점을 찾는다(단계 S710). 즉, 도 6에 도시된 현미경(103)과 촬영부(101)를 이용하여 접촉 면적의 중심점을 찾게 된다. With continued reference to FIG. 7, the initial contact point is used as it is, and the center point of the contact area contacted at this contact point is found (step S710). That is, the center point of the contact area is found by using the
중심점이 발견되면 접촉된 면적의 중심점과 정렬 마커(600) 간 거리를 측정하여 이 값이 오차 내에 있는지를 확인하게 된다(단계 S730). 이를 이해하기 용이하게 도시한 도면이 도 8a이다. 도 8a는 본 발명의 일실시예에 따른 미정렬 상태를 보여주는 화면예로서, 정렬되지 않은 상태에서의 화면 예이다. 도 8a를 참조하면, 정렬 마커(600)가 샘플 기판(120) 상의 접촉 면적(810)의 중심점(800)으로부터 벗어나 있다. If the center point is found, the distance between the center point of the contacted area and the
이 경우, 접촉 렌즈(도 6의 107)와 샘플 기판(도 6의 120)를 분리하고, 렌즈틸팅 스테이지(도 2a의 230b)를 이용하여 제 2 기판 스테이지(195b)의 기울기를 조정한다(단계 S735 및 단계 S740). 조정 후 다시 Z축 스테이지(도 2a의 220b)를 상승시켜 접촉 렌즈와 샘플 기판을 접촉시킨다(단계 S760). 이후에 다시 단계 S720와 단계 S730을 반복 수행한다. In this case, the contact lens (107 in FIG. 6) and the sample substrate (120 in FIG. 6) are separated, and the tilt of the
이러한 평행도 정렬은 점착 실험을 수행하기 전에 잉크가 없는 샘플 기판(도 2b의 120) 및 타깃 기판(도 2b의 290), 클리닝 패드(도 2b의 270)에 대해 각각 수행하여 샘플 기판 및 타깃 기판, 클리닝 패드가 올려져 있는 스테이지의 기울어짐을 보정한다.
This parallelism alignment was performed on the sample substrate (120 in FIG. 2B) and the target substrate (290 in FIG. 2B) and the cleaning pad (270 in FIG. 2B) without ink before performing the adhesion experiment, Correct the tilt of the stage on which the cleaning pad is placed.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 점착력 그래프 및 촬영된 영상의 화면예이다. 도 9를 참조하면, 점착력 그래프(900)이 도시되며, 이 점착력 그래프(900)에서 접촉 렌즈(도 6의 107)와 샘플 기판(도 6의 120)이 접촉된 상태(920)와 접촉 렌즈(107)와 샘플 기판(120)이 분리된 상태(910)가 도시된다. 9 is a screen example of an adhesive force graph and a captured image according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, an
이에 대한 촬영된 접촉 화면예(921)와 분리 화면예(912)가 도시된다. 즉, 접촉 화면예(921)는 접촉 초기 시간에서의 상태를 나타낸다. 이후 일정 시간의 경과후에 분리 화면예(912)가 촬영된다. 이 분리 화면예(912)는 접촉 렌즈(107)와 샘플 기판(120)이 분리되면서 분리 화면예(912)에 접촉 면적(810)과 정렬 마커(600)가 나타낸다. 물론, 정렬 마커(600)는 이해를 위해 도시한 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이 투명판(105)에 위치한다. 이 정렬 마커(600)로 인해 접촉 렌즈(107)가 샘플 기판(120) 상에 접촉이 정상 상태임을 확인할 수 있게 된다. The photographed contact screen example 921 and the separated screen example 912 are shown. That is, the contact screen example 921 shows the state at the initial contact time. After the elapse of a certain time, a separate screen example 912 is taken. In this separation screen example 912, the
이러한 접촉과 분리 상태를 이해하기 쉽게 도시한 도면이 도 10c이다. 도 10c를 참조하면, 접촉 렌즈(107)가 샘플 기판(120) 상에 완전히 접촉된 상태로서, 도 9의 'Dwell time in off process'에 해당한다. 이 상태에서 일정 시간이 경과되면, 접촉 렌즈(107)의 표면에 잉크가 흡착되며 붙게 된다. FIG. 10C is a diagram for easily understanding the contact and disconnection states. Referring to FIG. 10C, the
따라서, 이때 하중 감지 센서(190)를 이용하면 프린팅 용액인 잉크(도 1의 161)와 샘플 기판(120) 사이의 점착력이 측정된다. 즉, 도 10c에 도시된 바와 같이, 접착 렌즈(107)가 샘플 기판(120)으로부터 분리될 때, 잉크(161)가 샘플 기판(120)에 점착되어 있으므로 이 잉크(161)가 접착 렌즈(107)로 흡착될때 힘을 측정하면 점착력을 산출하는 것이 가능하다. 이를 보여주는 점착력 그래프(911)가 도시된다.
도 9의 상기 그래프(911)에서 'Adhesion force between ink and mother substrate'로 표시된 피크치가 바로 잉크(161)가 접착 렌즈(107)와 샘플 기판(120)에 동시에 일정시간 점착되어 인장되다가 샘플 기판(120)으로부터 분리되는 순간의 최대 인장력을 나타내며, 이 최대 인장력이 바로 점착력이다.
이 점착력은 adhesion force로서 이종간 점착력이다. 이 때 프린팅 용액인 잉크(161)의 자중은 점착력 하중에 비하여 무시될 수 있을 정도로 상대적으로 매우 미소하다.Therefore, when the
In the
This adhesive force is a heterogeneous adhesive force as an adhesion force. At this time, the self weight of the
이와 유사하게, 도 10d에 도시된 바와 같이, 접착 렌즈(107)가 타깃 기판(290)과 접촉된 후 일정 시간 경과 후에 분리되면, 접착 렌즈(107)와 잉크간 점착력이 구해진다. Similarly, as shown in FIG. 10D, when the
도 10d는 도 10c에 의해 접착 렌즈(107)에 흡착된 잉크를 타깃 기판(290)에 전사하는 상태를 보여주는 도면이다.
FIG. 10D is a view illustrating a state in which the ink adsorbed on the
100: 챔버실 101: 촬영부
103: 현미경 105: 투명판
107: 접촉 렌즈 110: 기판 제공부
120: 샘플 기판 270: 세정 패드
290: 타깃 기판
130: Z축 스테이지
131: 하중 감지 센서 133: 고정 부재
135: 닥터 블레이드 137: 칼날
140: 제 1 기판 스테이지 141: 선형 스테이지
150: 기판 운반부 160: 디스펜서부
170: 위치 조절부 179: 제진 테이블
180: 압력 및 온습도계
181, 182: 흡배기 포트 190, 190a 내지 190c: 하중 감지 센서
191: 절연부 193: 히터
195: 제 2 기판 스테이지 200: Y축 스테이지
210a 내지 210c: X축 스테이지
220a 내지 220c: Z축 스테이지
230a 내지 230c: 틸팅 스테이지
270: 비접촉식 변위 측정 센서
280: 비접촉식 표면 온도 측정 센서
290a, 290b: 기판 고정부
400: 요홈부 410: 돌출부
411: 톱니
510: 칼날 세정 팁 511: 배수통
600: 정렬 마커 800: 중심점
810: 접촉 면적100: chamber chamber 101: the imaging unit
103: microscope 105: transparent plate
107: contact lens 110: substrate providing unit
120: sample substrate 270: cleaning pad
290: target substrate
130: Z axis stage
131: load sensing sensor 133: fixed member
135: doctor blade 137: blade
140: first substrate stage 141: linear stage
150: substrate carrier 160: dispenser
170: position adjusting unit 179: vibration damping table
180: pressure and temperature hygrometer
181, 182: intake and
191: insulation 193: heater
195: second substrate stage 200: Y-axis stage
210a to 210c: X-axis stage
220a to 220c: Z axis stage
230a to 230c: tilting stage
270: non-contact displacement measurement sensor
280: non-contact surface temperature sensor
290a and 290b: substrate holding part
400: groove 410: protrusion
411 tooth
510: blade cleaning tip 511: drain
600: alignment marker 800: center point
810: contact area
Claims (17)
상기 챔버실(100)내에 제공되며 표면상에 적어도 하나의 홈(1030)이 형성된 샘플 기판(120);
상기 샘플 기판(120)을 로딩하는 제 1 기판 스테이지(140);
상기 적어도 하나의 홈(1030)에 프린팅 용액을 공급하는 디스펜서부(160);
상기 제 1 기판 스테이지(140)를 이송하는 선형 스테이지(141);
이송됨에 따라 상기 샘플 기판(120)을 닥터링하는 닥터 블레이드(135);
닥터링된 상기 샘플 기판(120)을 운반하는 기판 운반부(150);
상기 기판 운반부(150)에 의해 상기 샘플 기판(120)이 로딩되는 제 2 기판 스테이지(195b);
상기 제 2 기판 스테이지(195b)를 X, Y 및 Z 축 방향 중 적어도 어느 하나 방향으로 이동시키는 위치 조절부(170); 및
상기 챔버실(100) 내의 일측면에 설치되어 상기 제 2 기판 스테이지(195b)가 상승됨에 따라 상기 샘플 기판(120)과 접촉되는 접촉 렌즈(107)
를 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치.Chamber chamber 100;
A sample substrate 120 provided in the chamber chamber 100 and having at least one groove 1030 formed on a surface thereof;
A first substrate stage 140 loading the sample substrate 120;
A dispenser unit 160 supplying a printing solution to the at least one groove 1030;
A linear stage 141 for transferring the first substrate stage 140;
A doctor blade 135 for doctoring the sample substrate 120 as it is transferred;
A substrate carrier (150) for carrying the doctored sample substrate (120);
A second substrate stage (195b) on which the sample substrate (120) is loaded by the substrate carrier (150);
A position adjusting unit 170 for moving the second substrate stage 195b in at least one of X, Y, and Z axis directions; And
A contact lens 107 installed on one side of the chamber chamber 100 and contacting the sample substrate 120 as the second substrate stage 195b is raised;
Printing process simulation apparatus comprising a.
상기 위치 조절부(170)와 상기 제 2 기판 스테이지(195b) 사이에 설치되어 상기 샘플 기판(120)에 작용하는 하중을 센싱하여 상기 적어도 하나의 홈(1030)에 공급된 상기 프린팅 용액과 상기 샘플 기판(120) 간의 점착력을 산출하는 하중 감지 센서(190b)를 더 포함하되, 상기 점착력은 상기 접촉 렌즈(107)가 상기 샘플 기판(120)에 접촉됨에 따라 상기 프린팅 용액이 접착 렌즈(107)와 샘플 기판(120)에 동시에 일정시간 점착되어 인장되다가 샘플 기판(120)으로부터 분리되는 순간의 최대 인장력인 것을 특징으로 하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치. The method of claim 1,
The printing solution and the sample provided between the position adjusting unit 170 and the second substrate stage 195b and supplied to the at least one groove 1030 by sensing a load acting on the sample substrate 120. Further comprising a load sensor 190b for calculating the adhesive force between the substrate 120, the adhesive force is the printing solution is the adhesive lens 107 as the contact lens 107 is in contact with the sample substrate 120 Printing process simulation apparatus, characterized in that the maximum tensile force at the time of being attached to the sample substrate 120 at the same time, the tensile force is separated from the sample substrate (120).
상기 접촉 렌즈(107)와 결합되며 상기 챔버실(100) 외측면에 설치되며 정렬 마크(600)가 새겨진 투명판(105);
상기 투명판(105)과 소정 간격을 두고 설치되는 현미경(103); 및
상기 현미경(103)과 연결되어 상기 샘플 기판(120)과 상기 접촉 렌즈(107)의 접촉에 따른 접촉면을 촬영하는 촬영부(101)를 더 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치. The method according to claim 1 or 2,
A transparent plate 105 coupled to the contact lens 107 and installed on an outer surface of the chamber chamber 100 and having an alignment mark 600 engraved therein;
A microscope 103 installed at a predetermined distance from the transparent plate 105; And
And a photographing unit (101) connected to the microscope (103) to photograph the contact surface according to the contact between the sample substrate (120) and the contact lens (107).
상기 접촉 렌즈(107)를 세정하는 세정 패드(270)가 로딩되는 제 2 기판 스테이지(195a) 및 상기 샘플 기판(120)으로부터 흡착된 프린팅 용액을 전사하는 타깃 기판(290)이 로딩되는 제 2 기판 스테이지(195c)를 더 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치. The method of claim 2,
The second substrate stage 195a loaded with the cleaning pad 270 for cleaning the contact lens 107 and the second substrate loaded with the target substrate 290 transferring the printing solution adsorbed from the sample substrate 120. Printing process simulation apparatus further comprising a stage (195c).
상기 위치 조절부(170)는,
상기 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c) 중 적어도 하나를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 스테이지(200);
상기 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c) 중 적어도 하나를 X축 방향으로 이동시키는X축 스테이지(210a 내지 210c);
상기 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c) 중 적어도 하나를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 스테이지(220a 내지 220c); 및
상기 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c) 중 적어도 하나의 경사를 조정하는 틸팅 스테이지(230a 내지 230c)를 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치. The method of claim 4, wherein
The position adjusting unit 170,
A Y-axis stage 200 for moving at least one of the second substrate stages 195a to 195c in the Y-axis direction;
X-axis stages 210a to 210c for moving at least one of the second substrate stages 195a to 195c in the X-axis direction;
Z-axis stages 220a to 220c for moving at least one of the second substrate stages 195a to 195c in the Z-axis direction; And
Printing process simulation apparatus comprising a tilting stage (230a to 230c) for adjusting the inclination of at least one of the second substrate stage (195a to 195c).
흡착된 프린팅 용액과 상기 타깃 기판(290)간의 점착력을 계산하는 하중 감지 센서(190c)를 더 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치. The method of claim 5, wherein
Printing process simulation apparatus further comprising a load sensor (190c) for calculating the adhesive force between the adsorbed printing solution and the target substrate (290).
상기 제 2 기판 스테이지(195a 내지 195c) 중 적어도 어느 하나를 가열하는 히터(193); 및
상기 히터(193)와 상기 하중 감지 센서(190) 사이에 열을 차단하는 절연부(191)를 더 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치.The method of claim 4, wherein
A heater 193 for heating at least one of the second substrate stages 195a to 195c; And
Printing process simulation apparatus further comprises an insulating portion (191) for blocking heat between the heater (193) and the load sensor (190).
상기 챔버실(100)을 진동이 없는 상태로 유지하는 제진 테이블(179)을 더 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치.The method according to claim 1 or 2,
Printing process simulation apparatus further comprises a vibration damping table (179) for maintaining the chamber chamber 100 in a vibration-free state.
상기 닥터 블레이드(135)에 작용하는 하중을 센싱하는 하중 감지 센서(131); 및
상기 닥터 블레이드(135)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 스테이지(130)를 더 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치.The method according to claim 1 or 2,
A load sensor 131 for sensing a load acting on the doctor blade 135; And
Printing process simulation apparatus further comprises a Z-axis stage (130) for moving the doctor blade in the Z-axis direction.
상기 챔버실(100) 내 압력, 온도 및 습도를 조절하는 압력 및 온습도계(180); 및
상기 챔버실(100) 내 공기 분위기를 전환시키는 흡배기 포트(181, 182)를 더 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치.The method according to claim 1 or 2,
A pressure and temperature hygrometer (180) for controlling pressure, temperature and humidity in the chamber chamber (100); And
Printing process simulation apparatus further comprises an intake and exhaust port (181, 182) for switching the air atmosphere in the chamber chamber (100).
상기 기판 운반부(150)는,
실린더(152);
상기 실린더(152)에 내삽되어 왕복 운동하는 로드(155);
상기 로드(155)와 연결되어 회동하는 회전부(157);
상기 회전부(157)와 결합되어 수평 운동하는 리니어 가이드(151); 및
상기 샘플 기판(120)을 파지하는 집게부(153)를 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치.The method according to claim 1 or 2,
The substrate carrier 150,
Cylinder 152;
A rod 155 inserted into the cylinder 152 to reciprocate;
A rotating part 157 connected to the rod 155 to rotate;
A linear guide 151 coupled to the rotating part 157 and horizontally moving; And
Printing process simulation apparatus including a forceps (153) for holding the sample substrate (120).
상기 샘플 기판(120)을 상기 제 1 기판 스테이지(140)에 로딩하는 기판 제공부(110)를 더 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치.The method according to claim 1 or 2,
And a substrate providing unit (110) for loading the sample substrate (120) onto the first substrate stage (140).
상기 기판 제공부(110)는,
상기 샘플 기판(120)을 파지하여 상기 제 1 기판 스테이지(140) 상에 로딩하는 기판 파지부(111);
상기 기판 파지부(111)와 결합되어 이동하는 가이드(112);
상기 가이드(112)를 이동시키는 레일(113); 및
적층된 샘플 기판(120)을 하나씩 승강시키는 승강부(115)를 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치.The method of claim 12,
The substrate providing unit 110,
A substrate holding part 111 holding the sample substrate 120 and loading it on the first substrate stage 140;
A guide 112 coupled to the substrate holding part 111 and moving;
A rail 113 for moving the guide 112; And
Printing process simulation apparatus including a lifting unit 115 for lifting the laminated sample substrate 120 one by one.
상기 샘플 기판(120), 세정 패드(270) 및 타깃 기판(290) 중 적어도 어느 하나를 고정하는 기판 고정부(290a, 290b);
상기 적어도 어느 하나의 표면온도를 측정하는 비접촉식 표면 온도 측정 센서(270); 및
상기 적어도 어느 하나의 변위를 측정하는 비접촉식 변위 측정 센서(270)
를 더 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 장치.The method of claim 4, wherein
Substrate fixing parts 290a and 290b for fixing at least one of the sample substrate 120, the cleaning pad 270, and the target substrate 290;
A non-contact surface temperature sensor 270 for measuring the at least one surface temperature; And
Non-contact displacement measuring sensor 270 for measuring the at least one displacement
Printing process simulation apparatus further comprising.
상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290) 상에서 정렬 마커(600)의 위치를 찾는 단계;
초기 접촉점을 적용하여 상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290) 상에서 상기 접촉 렌즈(107)와 접촉된 접촉 면적(810)의 중심점(800)을 찾는 단계;
상기 정렬 마커(600)와 상기 중심점(800)간 거리가 허용 오차 범위 내인지 확인하는 단계; 및
확인 결과, 허용 오차 범위 이상이면 상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)와 접촉 렌즈(107)를 분리하는 단계;
틸팅 스테이지(230a 내지 230c)를 조정하여 상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)의 기울기를 조정하는 단계; 및
상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)와 접촉 렌즈(107)를 다시 접촉시키는 단계
를 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 방법.Contacting the contact lens 107 with the sample substrate 120 or the target substrate 290 filled with the printing solution in the groove 1030;
Finding a position of the alignment marker 600 on the sample substrate 120 or the target substrate 290;
Finding a center point 800 of the contact area 810 in contact with the contact lens 107 on the sample substrate 120 or the target substrate 290 by applying an initial contact point;
Checking whether a distance between the alignment marker 600 and the center point 800 is within an allowable error range; And
Checking the sample substrate 120 or the target substrate 290 and the contact lens 107 when the result is greater than or equal to the tolerance range;
Adjusting the tilting stage of the sample substrate 120 or the target substrate 290 by adjusting the tilting stages 230a to 230c; And
Contacting the sample substrate 120 or the target substrate 290 with the contact lens 107 again.
Printing process simulation method comprising a.
상기 접촉 면적과 하중 감지 센서(190)에서 센싱된 하중힘을 이용하여 접촉 압력을 구하는 단계;
상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)과 접촉 렌즈(107)가 접촉되는 경우, Z축 스테이지(220a 내지 220c)가 정지되어 있는 시간을 이용하여 접촉 시간을 구하는 단계;
상기 Z축 스테이지(220a 내지 220c)가 상승하는 시간을 이용하여 접촉 속도를 구하는 단계; 및
상기 Z축 스테이지(220a 내지 220c)가 하강하는 시간을 이용하여 분리 속도를 구하는 단계를 더 포함하는 프린팅 공정 시뮬레이션 방법.The method of claim 15,
Obtaining a contact pressure using the contact area and the load force sensed by the load sensor 190;
When the sample substrate 120 or the target substrate 290 is in contact with the contact lens 107, obtaining a contact time using a time at which the Z-axis stages 220a to 220c are stopped;
Obtaining a contact speed by using the time for which the Z-axis stages 220a to 220c rise; And
Printing process simulation method further comprising the step of obtaining the separation rate by using the time the Z-axis stage (220a to 220c) is falling.
상기 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)과 접촉 렌즈(107)가 접촉되는 경우, 하중 감지 센서(190a 내지 190c)를 이용하여 상기 프린팅 용액의 점착력을 계산하는 단계를 더 포함하되, 상기 점착력은 상기 프린팅 용액이 접착 렌즈(107)와 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)에 동시에 일정시간 점착되어 인장되다가 샘플 기판(120) 또는 타깃 기판(290)으로부터 분리되는 순간의 최대 인장력인 것을 특징으로 하는 프린팅 공정 시뮬레이션 방법.The method according to claim 15 or 16,
When the sample substrate 120 or the target substrate 290 and the contact lens 107 is in contact, further comprising the step of calculating the adhesive force of the printing solution using the load sensors 190a to 190c, the adhesive force Is the maximum tensile force at the moment when the printing solution is adhered to the adhesive lens 107 and the sample substrate 120 or the target substrate 290 at the same time for a certain time and separated from the sample substrate 120 or the target substrate 290. Characterized in the printing process simulation method.
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- 2011-06-13 WO PCT/KR2011/004315 patent/WO2011155808A2/en active Application Filing
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