KR20110034011A - 저온 기판 상의 얇은 필름을 고속으로 경화하는 방법 및 장치 - Google Patents

저온 기판 상의 얇은 필름을 고속으로 경화하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

고속으로 저온 기판 상의 얇은 필름을 열처리하는 경화 장치가 설명되어 있다. 상기 경화 장치는 스트로브 헤드, 센서, 스트로브 제어 모듈 및 이송 제어 모듈을 포함한다. 스트로브 제어 모듈은 스트로브 헤드 상에 플래쉬 램프에 의해 생성된 펄스 세트에 대한 파워, 지속 기간 및 반복률을 제어한다. 스트로브 제어 모듈과 함께 컨베이어 제어 모듈은 속도 정보에 따라, 펄스 세트에 대한 반복률과 기판이 스트로브 헤드 아래로 이동하는 속도 사이의 실시간 동기화를 제공한다.

Description

저온 기판 상의 얇은 필름을 고속으로 경화하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CURING THIN FILMS ON LOW TEMPERATURE SUBSTRATES AT HIGH SPEEDS}
본 출원은 2008년 7월 9일자로 출원된 미국 가출원 번호 61/079,339호를 35 U.S.C. § 119(e)(1) 하에서 우선권으로 주장하며, 상기 출원은 내용은 본 발명에 참조되었다.
본 발명은 일반적으로 경화 시스템에 관한 것이며, 특히 저온에서 기판 상의 얇은 필름을 경화하는 방법에 관한 것이다.
인쇄 전자 기술(printed electronics)은 반도체 산업 및 프린팅 산업의 집합체이다. 인쇄 판독 재료 대신에 인쇄 전자 회로에 대한 개념은 프린터에 더 흥미를 끄는데, 이는 이들 장비에 대한 커다란 변경 없이 고가치의 인쇄 작업을 하기 위한 잠재성이 있기 때문이다. 유사하게, 전자회로 제작자들은 인쇄 전자 회로에 대한 개념을 동등하게 흥미있는 것으로 전망하는데, 이는 상당히 낮은 비용으로 대규모로 전자 회로를 제작할 수 있게 하기 때문이다.
전자 회로의 제작 중에, 대부분의 얇은 필름 코팅들은 열처리를 필요로 하며, 대부분의 열적 경화 공정의 효율은 온도와 시간의 곱에 관련이 있다. 예를 들어, 얇은 필름을 경화시키기 위한 통상적인 접근 방법은 얇은 필름이 배열되는 기판의 최대 작동 온도로 설정된 오븐 내에 얇은 필름을 위치시키고 그 얇은 필름이 얼마간의 합당한 시간 양 이내에서 경화될 수 있게 하는 것이었다.
인쇄된 전자 회로가 통상적으로 고 체적 및 저 비용과 연관되어 있기 때문에, 인쇄된 전자 회로용 기판은 실리콘, 석영, 글라스, 세라믹, FR4 등과 같은 전통적인 기판 재료 대신에 페이퍼 또는 폴리머와 같은 상당히 저렴한 재료로 제조되어야 할 필요성이 있다. 그러나, 페이퍼 또는 폴리머는 실리콘, 석영, 글라스, 세라믹, FR4 등보다 훨씬 낮은 분해 온도를 가지며 그러한 훨씬 낮은 분해 온도는 얇은 필름을 위한 보다 긴 경화 시간을 필요로 한다. 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 최대 작동 온도는 150 ℃이며, 이 온도에서 은 기반 전도성 필름에 대한 통상적인 경화 시간은 수분 정도이다. 그와 같이 긴 경화 시간은 페이퍼 또는 폴리머 상의 인쇄 전자 회로에 대한 제안을 훨씬 덜 경제적인 흥미를 갖게 한다.
따라서, 상당히 빠른 속도로 저온 기판 상의 얇은 필름을 열 처리하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 경화 장치는 스트로브 헤드, 센서, 스트로브 제어 모듈 및 이송 제어 모듈을 포함한다. 스트로브 제어 모듈은 스트로브 헤드 상에 플래쉬 램프에 의해 생성된 펄스 세트에 대한 파워, 지속 기간 및 반복률을 제어한다. 센서는 기판이 스트로브 아래로 이동하는 속도를 감지한다. 스트로브 제어 모듈과 함께 컨베이어 제어 모듈은 센서에 의해 획득한 속도 정보에 따라, 펄스 세트에 대한 반복률과 기판이 스트로브 헤드 아래로 이동하는 속도 사이의 실시간 동기화를 제공한다.
본 발명의 모든 특징들 및 장점들은 이후의 상세한 설명으로 분명해질 것이다.
본 발명 자체뿐만 아니라, 본 발명의 바람직한 사용 형태, 추가의 목적 및 장점들은 첨부도면과 관련하여 예시적인 실시예에 대한 이후의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경화 장치의 개략도이며,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저온 기판 상의 열 배리어 층의 개략도이며,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 1의 경화 장치 내의 나이프에 대한 개략도이며,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 1의 경화 장치 내의 냉각 롤러의 개략도이다.
본 발명에 대해 경화는 건조(용매 제거), 입자 소결, 고밀도화, 화학 반응 개시, 상 변태, 입자 성장, 어닐링, 열 처리 등을 포함하는 열 공정(thermal processing)으로서 정의된다. 폴리머 또는 페이퍼와 같은 저온 기판 상의 재료를 경화할 때, 양호한 경화를 얻는데 있어서 하나의 제한적인 요인은 기판의 분해인데, 이는 (100 μ 미만 두께의 재료 층으로 정의되는)얇은 필름이 종종 기판의 분해 온도에 가까운 또는 분해 온도를 초과하는 온도로 처리될 필요가 있기 때문이다. 또한, 얇은 필름이 저온에서 경화될 수 있더라도, 기판의 저온 분해 온도는 기판 상의 재료를 열적으로 경화시키기 위한 시간의 양을 증가시킨다. 전술한 문제점들은 본 발명의 경화 장치에 의해 극복될 수 있다.
이후, 도면 특히, 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경화 장치의 개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 경화 장치(100)는 컨베이어 벨트 시스템(110), 스트로브 헤드(120), 계전기 랙(130) 및 릴 투 릴(reel to reel) 공급 시스템(140)을 포함한다. 경화 장치(100)는 상대적으로 고속으로 컨베이어 벨트를 가로질러 이동하는 웨브 또는 개개의 시이트 상에 위치된 저온 기판(103) 상에 장착된 얇은 필름을 경화시킬 수 있다. 컨베이어 벨트 시스템(110)은 예를들어, 2 내지 1000 ft/분으로 속도로 기판(103)을 이동시키도록 작동할 수 있다. 경화 장치(100)는 6인치 증분의 어떤 폭을 갖는 웨브도 수용할 수 있다. 얇은 필름(102)은 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 그라비어 인쇄, 레이저 인쇄, 제로그라피(xerography), 패드 인쇄(pad printing), 페인팅, 딥-펜(dip-pen), 주사(syringe), 에어브러쉬(airbrush), 플렉소그래피(flexography), 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD), 증발, 스퍼터링 등과 같은 현존 기술들 중의 하나 또는 이들의 조합에 의해 기판(103) 상에 추가될 수 있다.
바람직하게 수냉되는 스트로브 헤드(120)는 기판(103) 상에 위치되는 얇은 필름(102)을 경화시키기 위한 고휘도 펄스형 제논 플래쉬 램프(121)를 포함한다. 펄스형 제논 플래쉬 램프(121)는 상이한 휘도, 펄스 길이 및 펄스 반복 주파수의 광 펄스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 펄스형 제논 플래쉬 램프(121)는 1 ㎑ 까지의 펄스 반복률에서 3" × 6" 폭의 비임 패턴을 갖는 10 ㎲ 내지 10 ㎳ 펄스를 제공할 수 있다. 펄스형 제논 플래쉬 램프(121)로부터의 스펙트럴 콘텐츠(Spectral Contents)는 200 nm 내지 2,500 nm 범위이다. 상기 스퍽트럼은 350 nm 미만의 방출의 대부분을 제거하기 위해 셀륨 도프된 석영 램프로 석영 램프를 교체함으로써 조절될 수 있다. 석영 램프는 또한, 약 140 nm 내지 약 4,500 nm 범위로 방출을 연장시키는 사파이어 램프로 대체될 수도 있다. 스펙트럼의 다른 부분들을 제거하기 위한 필터도 추가될 수 있다. 플래쉬 램프(121)는 또한, 때때로 직진 플라즈마 아크(DPA) 램프로 지칭되는 수냉 벽 플래쉬 램프일 수도 있다.
계전기 랙(130)은 조절가능한 파워 서플라이(131), 컨베이어 제어 모듈(132), 및 스트로브 제어 모듈(134)을 포함한다. 조절가능한 파워 서플라이(131)는 펄스 당 4 킬로주울까지의 에너지를 갖는 펄스를 생성할 수 있다. 조절가능한 파워 서플라이(131)는 펄스형 제논 플래쉬 램프(121)에 연결되며 펄스형 제논 플래쉬 램프(121)로부터 방출 세기는 펄스형 제논 플래쉬 램프(121)를 통과하는 전류의 양을 제어함으로써 변경될 수 있다.
조절가능한 파워 서플라이(131)는 펄스형 제논 플래쉬 램프(121)의 방출 세기를 제어한다. 펄스형 제논 플래쉬 램프(121)로부터의 방출물에 대한 파워, 펄스 지속기간 및 펄스 반복 주파수는 필름(102) 및 기판(103)의 광, 열 및 형상적 특성에 따라 기판(103)의 손상 없이 얇은 필름(102)의 최적 경화를 허용하기 위해 웨브 속도에 동기화되어 전자적으로 조절된다.
경화 작동 중에, 기판(103)뿐만 아니라 얇은 필름(102)은 컨베이어 벨트 시스템(110) 상으로 이동된다. 컨베이어 벨트 시스템(110)은 얇은 필름(102)이 펄스형 제논 플래쉬 램프(121)로부터의 급속 펄스에 의해 경화되는 스트로브 헤드(120) 아래로 얇은 필름(102)을 이동시킨다. 펄스형 제논 플래쉬 램프(121)로부터의 방출물에 대한 파워, 펄스 지속기간 및 펄스 반복률은 스트로브 제어 모듈(134)에 의해 제어가능하며, 기판(103)이 스트로브 헤드(120)를 지나 이동되는 속도는 컨베이어 제어 모듈(132)에 의해 결정된다.
기계식, 전기식 또는 광학식 센서일 수 있는 센서(150)는 컨베이어 벨트 시스템(110)의 컨베이어 벨트의 속도를 감지하는데 사용된다. 예를 들어, 컨베이어 벨트 시스템(110)의 컨베이어 벨트 속도는 이동하는 컨베이어 벨트와 접촉하는 휠에 연결된 샤프트 인코더로부터의 신호를 감지함으로써 감지될 수 있다. 차례로, 펄스 반복률은 컨베이어 벨트 시스템(110)의 컨베이어 벨트 속도와 동기화될 수 있다. 스트로브 펄스 반복률(f)의 동기화는 다음과 같이 주어진다.
f = 0.2*S*O/W
여기서, f = 스트로브 펄스 반복률(㎐)
S = 웨브 속도(ft/분)
O = 중복 인수(즉, 기판에 의해 수용되는 스트로브 펄스의 평균 수)
W = 경화 헤드 폭(인치)
예를 들어, 웨브 속도가 200 ft/분이고, 중복 인수가 5이며, 경화 헤드의 폭이 2.75 인치일 때, 스트로브 램프의 펄스 반복률은 72.7㎐이다.
급속 펄스 트레인을 이동하는 기판(103)과 조합함으로써, 오븐과 같은 연속 경화 시스템에 가까운 다중 펄스에 얇은 필름(102)의 각각의 부분들이 노출되기 때문에 임의의 커다란 면적에 걸쳐 균일한 경화가 얻어질 수 있다.
얇은 필름(102)이 기판(103)과 직접적으로 접촉할 때, 얇은 필름(102)의 경계면에서 기판(103)의 분해 온도에 의해 가열이 제한된다. 이러한 결과는 얇은 필름(102)과 기판(103) 사이에 기판(103)보다 더 높은 분해 온도를 갖는 열 배리어 재료 층을 위치시킴으로써 완화되고 더욱 양호한 경화가 얻어질 수 있다.
이후 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저온 기판 상에 추가되는 열 배리어 층에 대한 개략도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 열 배리어 층(201)은 얇은 필름(102)과 기판(103) 사이에 삽입된다. 열 배리어 층(201)은 보다 높은 파워의 방출 펄스가 열적으로 취약한 기판(103) 상의 얇은 필름(102)을 더욱 깊게 경화시킬 수 있게 한다. 열 배리어 층(201)의 사용으로 보다 높은 파워의 방사와 조금 더 높은 전체 에너지의 사용을 가능하게 하여 보다 짧은 펄스 길이를 갖는 펄스를 초래한다. 다중 급속 펄스가 사용되면, 경화 시간의 척도가 경화 공정 중에 기판(103)으로부터 열을 제거할 수 있는 레벨로 증가된다.
열 배리어 층(201)은 바람직하게, 기판(103)보다 높은 온도의 재료이지만 기판(103)보다 낮은 열 전도율을 가진다. 열 배리어 층(201)은 예를 들어, 이산화 실리콘(SiO2)으로 제조될 수 있다. 다른 재료로는 실리카 입자 또는 세라믹 입자를 포함한다. 실란 유도체는 이들 입자들에 대한 우수한 고온 결합제를 형성한다. 특히 편리한 배리어 층은 스핀-온 글라스(SOG)인데, 이는 표준 코팅 기술에 의해 대면적에 쉽게 적용될 수 있기 때문에 웨이퍼 평탄화를 위한 반도체 산업에 폭넓게 사용된다. SOG는 열 배리어 층(201)이 높은 처리률로 릴 투 릴 공정에 즉각적으로 적용될 수 있게 한다.
이후 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 도 1의 경화 장치(100) 내의 에어 나이프에 대한 개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 에어 나이프(301)는 얇은 필름(102)의 경화 이전, 도중 및/또는 이후에 기판(103)을 냉각하는데 사용된다. 에어 나이프(301)는 기판(103)의 상부 또는 바닥으로부터 적용된다. 상부로부터 적용될 때, 에어 나이프(301)는 경화 공정 중에 얇은 필름(102)으로부터 추가의 용매를 제거하는데 도움을 줄 수 있다. 거기에는 단일 펄스(~ 1 ㎳) 중에 작은 복사 냉각이 있을 수 있지만, 이러한 기술은 100 ㎳보다 클 수 있는 급속 펄스 트레인 중의 대체 냉각 수단으로서 제공될 수 있다.
이후 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 도 1의 경화 장치(100) 내의 냉각 롤러에 대한 개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 냉각 롤러(401)는 기판(103)을 냉각시키는데 사용된다. 기판(103)은 경화 공정 이전, 도중 및/또는 이후에 롤러(401) 위로 견인된다. 롤러(401)는 경화 공정 이후에 기판(103)으로부터 전도를 통해 열을 제거하는 기능을 한다. 롤러(401)를 일정한 온도로 유지하기 위해 적극적인 냉각이 롤러(401)에 적용될 수 있다. 기판(103)의 예비 냉각과는 별도로, 단일 펄스(~ 1 ㎳) 중에 작은 외부 전도 냉각이 있을 수 있지만, 이러한 기술은 100 ㎳보다 클 수 있는 급속 펄스 트레인 중의 추가 대체 냉각 수단으로서 제공될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 상당한 고속으로 저온 기판 상의 얇은 필름을 열적으로 처리하기 위한 경화 장치 및 방법을 제공한다.
이후의 설명은 시이트 공급 컨베이어를 갖는 본 발명의 경화 장치를 사용하는 경화의 일 예이다. Novacentrix Corporation으로부터 상업적으로 이용가능한 은 나노입자, 수성 기반 잉크가 잉크젯 카트리지에 로딩되며 약 300 nm 두께로 포토페이퍼(photopaper) 상에 인쇄된다. 인쇄 이후에, 잉크 층은 약 20,000 옴/스퀘어(ohm/sq)의 시이트 저항을 가진다. 포토페이퍼(즉, 기판)는 27 ℃로 유지된 1/4" 두께의 알루미늄 판 상에 고정되어 분당 100 피트로 이동하는 컨베이어 벨트 상에 놓인다. 경화 램프의 경화 영역은 웨브 이송 방향으로 2.75" 폭이었으며 웨브 이송 방향에 수직한 방향으로 6" 폭이었으며, 그 결과 106 ㎠의 비임 면적을 초래했다. 스트로브 램프는 450 마이크로초의 펄스 폭을 갖는 14.6 ㎐의 주파수에서 다중 펄스를 제공하도록 작동되어서, 펄스 당 1.0 J/㎠의 에너지와 2.2 ㎾/㎠의 평균 복사 파워를 제공한다. 기판의 각각의 부분은 전체 에너지의 총 2.0 J/㎠에 대해 2 개의 중복 펄스를 수용했다. 경화 총 시간은 약 0.15초였다. 경화 후에, 잉크 층의 시이트 저항은 0.25 ohm/sq로 감소되었다. 이는 8 μ-Ω-cm의 저항 또는 벌크 은 저항의 5배에 대응한다. 잉크 층의 면적은 경화 헤드보다 크지만, 그 중복 펄스는 급속 펄싱과 이동 기판과의 조합으로부터 유발되어 임의의 긴 패턴에 대한 균일한 경화를 허용한다. 대조적으로, 종래의 오븐 경화에 있어서는 동일한 필름/기판이 (기판의 가장 높은 작동 온도인)100 ℃에서 오븐에 놓일 수 있다. 30 분의 경화 후에, 최종 시이트 저항은 단지 1.8 ohm/sq에 도달했다.
바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 도시하고 설명하였지만, 본 기술분야의 당업자들은 본 발명의 사상과 범주로부터 이탈함이 없이 형태와 세부 사항에 있어서의 다양한 변경이 있을 수 있다고 이해할 것이다.

Claims (13)

  1. 경화 장치로서,
    플래쉬 램프를 갖는 스트로브 헤드와,
    상기 플래쉬 램프에 의해 생성된 복수의 펄스에 대한 파워, 지속기간 및 반복률을 제어하는 스트로브 제어 모듈, 및
    상기 스트로브 제어 모듈과 관련하여, 상기 기판이 상기 스트로브 헤드 아래로 이동되는 속도와 상기 복수의 펄스에 대한 상기 반복률을 실시간으로 동기화하는 컨베이어 제어 모듈을 포함하는,
    경화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플래쉬 램프는 제논 플래쉬 램프인,
    경화 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제논 플래쉬 램프는 1 ㎑까지의 펄스 반복률로 10 ㎲ 내지 10 ㎳ 범위의 펄스를 생성할 수 있는,
    경화 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제논 플래쉬 램프의 스펙트럼 콘텐트는 200 nm 내지 2,500 nm 범위인,
    경화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 경화 장치는 상기 기판을 냉각시키기 위한 에어 나이프를 더 포함하는,
    경화 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 경화 장치는 전도를 통해 상기 기판으로부터 열을 제거하는 롤러를 더 포함하는,
    경화 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 플래쉬 램프는 직진 플라즈마 아크 램프인,
    경화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 경화 장치는 상기 스트로브 헤드 아래로 상기 기판을 이송하는 컨베이어 시스템을 더 포함하는,
    경화 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 경화 장치는 상기 컨베이어 시스템으로 상기 기판을 공급하는 공급기를 더 포함하는,
    경화 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 경화 장치는 기판이 상기 스트로브 헤드 아래로 이동되는 속도를 감지하는 센서를 더 포함하는,
    경화 장치.
  11. 저온 기판 상의 얇은 필름을 경화하는 방법으로서,
    미리 결정된 파워, 지속기간 및 반복률로 플래쉬 램프를 통해 복수의 펄스를 생성하는 단계, 및
    상기 플래쉬 램프 아래로 기판의 하나의 층을 이송하는 단계로서, 상기 기판의 층 상에 위치된 필름이 상기 플래쉬 램프로부터 상기 복수의 펄스에 의해 경화되며, 상기 기판의 층이 상기 복수의 펄스에 대한 상기 반복률과 동기화되는 속도로 이동되며, 상기 필름이 상기 복수의 펄스에 다중 노출되는, 상기 플래쉬 램프 아래로 기판의 하나의 층을 이송하는 단계를 포함하는,
    저온 기판 상의 얇은 필름을 경화하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판의 층은 릴 투 릴 시스템에 의해 이송되는,
    저온 기판 상의 얇은 필름을 경화하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 필름과 상기 기판의 층 사이에 열 배리어 층을 삽입하는 단계를 더 포함하는,
    저온 기판 상의 얇은 필름을 경화하는 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101359663B1 (ko) * 2011-05-19 2014-02-07 한양대학교 산학협력단 극단파 백색광 조사법을 이용한 반도체 산화물의 광소결 방법
KR101683796B1 (ko) * 2015-06-11 2016-12-08 한국과학기술연구원 백색광 펄스를 이용하여 고분자를 경화시키는 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터의 제조 방법
KR20190075151A (ko) * 2012-06-05 2019-06-28 쇼와 덴코 가부시키가이샤 기재막 및 소결 방법

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2913722A1 (en) * 2004-11-24 2015-09-02 NovaCentrix Corp. Electrical, plating and catalytic uses of metal nanomaterial compositions
US8945686B2 (en) * 2007-05-24 2015-02-03 Ncc Method for reducing thin films on low temperature substrates
US8410712B2 (en) * 2008-07-09 2013-04-02 Ncc Nano, Llc Method and apparatus for curing thin films on low-temperature substrates at high speeds
US10000411B2 (en) 2010-01-16 2018-06-19 Cardinal Cg Company Insulating glass unit transparent conductivity and low emissivity coating technology
US10000965B2 (en) 2010-01-16 2018-06-19 Cardinal Cg Company Insulating glass unit transparent conductive coating technology
US10060180B2 (en) 2010-01-16 2018-08-28 Cardinal Cg Company Flash-treated indium tin oxide coatings, production methods, and insulating glass unit transparent conductive coating technology
CA2787430C (en) * 2010-04-08 2017-10-17 Ncc Nano, Llc Apparatus for curing thin films on a moving substrate
US8907258B2 (en) * 2010-04-08 2014-12-09 Ncc Nano, Llc Apparatus for providing transient thermal profile processing on a moving substrate
EP2576860B1 (en) * 2010-06-02 2017-08-09 NCC Nano, LLC Method for providing lateral thermal processing of thin films on low-temperature substrates
WO2012008783A2 (ko) * 2010-07-14 2012-01-19 주식회사 엘지화학 차단부재를 구비하는 에어 나이프 챔버
US10150230B2 (en) * 2011-04-08 2018-12-11 Ncc Nano, Llc Method for drying thin films in an energy efficient manner
KR20130013245A (ko) * 2011-07-27 2013-02-06 한국과학기술연구원 태양전지용 광흡수층 제조 방법, 이를 이용한 박막형 태양전지의 제조 방법 및 이를 이용한 박막형 태양전지
DE102012203166A1 (de) * 2012-02-29 2013-08-29 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren zum Herstellen elektrisch leitfähiger Strukturen
JP2014207340A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 東京エレクトロン株式会社 焼成方法及び焼成装置
JP6152010B2 (ja) * 2013-08-08 2017-06-21 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 光照射装置および光照射方法
US8999742B1 (en) 2013-12-10 2015-04-07 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Silicon microsphere fabrication
WO2015095742A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Xenon Corporation Continuous flash lamp sintering
FR3019381B1 (fr) * 2014-03-31 2017-08-25 Commissariat Energie Atomique Actionneur electroactif et procede de realisation
CN106575575B (zh) 2014-06-09 2018-12-28 沙特基础全球技术有限公司 使用脉冲电磁辐射来处理薄膜有机铁电材料
KR20150144585A (ko) 2014-06-17 2015-12-28 엘지전자 주식회사 태양 전지의 후처리 장치
WO2016040913A2 (en) 2014-09-12 2016-03-17 Board Of Regents, The University Of Texas System Photonic curing of nanocrystal films for photovoltaics
DE102015209399A1 (de) * 2014-11-04 2016-05-04 Sms Group Gmbh Vorrichtung zum Abführen von Abluft aus der Umgebung eines Metallbandes
US10554082B2 (en) * 2015-04-17 2020-02-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Axial gap type rotating machine
WO2018186893A1 (en) 2017-04-08 2018-10-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Additive manufacturing
US11028012B2 (en) 2018-10-31 2021-06-08 Cardinal Cg Company Low solar heat gain coatings, laminated glass assemblies, and methods of producing same
EP3928966A1 (en) 2020-06-26 2021-12-29 Carl Zeiss Vision International GmbH Method for manufacturing a coated lens
CN112452251B (zh) * 2020-10-27 2021-12-14 山东大学 月牙形及其变形陶瓷微颗粒、其制备方法、应用及制备装置
DE102021105399A1 (de) * 2021-03-05 2022-09-08 Value & Intellectual Properties Management Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Batteriekomponenten auf einem flexiblen Träger
KR20240056579A (ko) * 2021-09-16 2024-04-30 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 펄스형 적외선 방사선의 적용에 의한 코팅 조성물의 경화

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1043250A (en) * 1962-05-14 1966-09-21 Itek Corp Improvements in and relating to methods of producing visible images copy media
JPS5974580A (ja) * 1982-10-21 1984-04-27 Nec Corp フラツシユ定着装置
US4646446A (en) * 1985-11-04 1987-03-03 American Screen Printing Equipment Company UV curing apparatus
JPS62124976A (ja) * 1985-11-26 1987-06-06 Canon Inc 被記録材
JPH065433B2 (ja) * 1986-11-12 1994-01-19 株式会社日立製作所 定着装置
JPH0339772A (ja) * 1989-07-06 1991-02-20 Fujitsu Ltd フラッシュ定着制御方式
CA2036544A1 (en) 1990-02-28 1991-08-29 John Goff Ultraviolet light curing apparatus and process
JPH05326402A (ja) * 1992-05-15 1993-12-10 Ricoh Co Ltd 半導体装置の製造方法
US6195505B1 (en) * 1993-05-25 2001-02-27 Louis L Boldt Method and apparatus for photopyrolitically removing a contaminant
DE4446439A1 (de) * 1994-12-23 1996-06-27 Hoechst Ag Polymer-Dispersionen auf Basis eines kationischen Polyurethans
US5788754A (en) * 1997-03-03 1998-08-04 Hewlett-Packard Company Ink-jet inks for improved image quality
JPH11158671A (ja) * 1997-11-28 1999-06-15 Mitsubishi Shindoh Co Ltd コロナ放電脱脂処理金属基材
US6250472B1 (en) * 1999-04-29 2001-06-26 Advanced Sorting Technologies, Llc Paper sorting system
JP2000340506A (ja) * 1999-05-31 2000-12-08 Sony Corp 半導体薄膜結晶化方法及びレーザ照射装置
US6642085B1 (en) * 2000-11-03 2003-11-04 The Regents Of The University Of California Thin film transistors on plastic substrates with reflective coatings for radiation protection
EP1223615A1 (en) 2001-01-10 2002-07-17 Eidgenössische Technische Hochschule Zürich A method for producing a structure using nanoparticles
US7078076B2 (en) * 2001-02-14 2006-07-18 Metal Coatings International Inc. Particulate metal alloy coating for providing corrosion protection
AUPR725701A0 (en) * 2001-08-24 2001-09-20 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Functionalised nanoparticle concentrates
JP3986342B2 (ja) * 2002-03-25 2007-10-03 大日本スクリーン製造株式会社 基板の熱処理装置
US7507447B2 (en) * 2002-02-26 2009-03-24 Fujifilm Corporation Transparent conductive film, method for producing same and method for forming pattern
AU2003234476A1 (en) * 2002-05-08 2003-11-11 Dana Corporation Plasma-assisted nitrogen surface-treatment
US6777639B2 (en) * 2002-06-12 2004-08-17 Nanotechnologies, Inc. Radial pulsed arc discharge gun for synthesizing nanopowders
US7225936B2 (en) * 2002-08-01 2007-06-05 Shurflo Pump Manufacturing Company, Inc. Comestible fluid rack and rail apparatus and method
JP3917934B2 (ja) * 2002-12-12 2007-05-23 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザーアニール方法
US6876716B2 (en) * 2003-02-19 2005-04-05 Quipp Systems, Inc. Method and apparatus for utilizing a shadow effect for counting newspapers, magazines, books, printed products, signatures and other like printed matter
JP2004277832A (ja) * 2003-03-17 2004-10-07 Seiko Epson Corp 成膜方法および成膜装置
JP4344270B2 (ja) * 2003-05-30 2009-10-14 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置の製造方法
JP2005026354A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toshiba Corp 熱処理装置，熱処理方法，半導体装置の製造方法
JP4979234B2 (ja) * 2003-10-09 2012-07-18 パナソニック株式会社 接合の形成方法およびこれを用いて形成された被処理物
US7591863B2 (en) * 2004-07-16 2009-09-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laminating system, IC sheet, roll of IC sheet, and method for manufacturing IC chip
US7220936B2 (en) * 2004-07-30 2007-05-22 Ut-Battelle, Llc Pulse thermal processing of functional materials using directed plasma arc
US7245371B2 (en) * 2004-08-27 2007-07-17 B & W Tek, Inc. Laser curing apparatus with real-time monitoring and control
KR20070085798A (ko) * 2004-11-10 2007-08-27 스프레잉 시스템즈 컴파니 에어 나이프
CN101056716B (zh) * 2004-11-10 2010-05-05 大日本印刷株式会社 金属氧化物膜的制造方法
EP2913722A1 (en) * 2004-11-24 2015-09-02 NovaCentrix Corp. Electrical, plating and catalytic uses of metal nanomaterial compositions
US7225560B2 (en) * 2005-02-04 2007-06-05 Printing Research, Inc. Computer to plate curing system
JP2006222211A (ja) * 2005-02-09 2006-08-24 Sony Corp 半導体素子基板およびその製造方法、ならびに表示装置
KR100688866B1 (ko) * 2005-04-07 2007-03-02 삼성전기주식회사 임프린트 장치, 시스템 및 방법
JP2008141067A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd 半導体装置の製造方法及び製造装置
US7501573B2 (en) * 2007-07-16 2009-03-10 Oldcastle Precast, Inc. Subgrade vault with latching cover
US8410712B2 (en) * 2008-07-09 2013-04-02 Ncc Nano, Llc Method and apparatus for curing thin films on low-temperature substrates at high speeds
KR101600559B1 (ko) * 2008-10-17 2016-03-08 엔씨씨 나노, 엘엘씨 저온 기판상에서의 박막 환원 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101359663B1 (ko) * 2011-05-19 2014-02-07 한양대학교 산학협력단 극단파 백색광 조사법을 이용한 반도체 산화물의 광소결 방법
KR20190075151A (ko) * 2012-06-05 2019-06-28 쇼와 덴코 가부시키가이샤 기재막 및 소결 방법
KR101683796B1 (ko) * 2015-06-11 2016-12-08 한국과학기술연구원 백색광 펄스를 이용하여 고분자를 경화시키는 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터의 제조 방법

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Publication number Publication date
CA2730296A1 (en) 2010-01-14
US8410712B2 (en) 2013-04-02
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US20130160318A1 (en) 2013-06-27
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KR101512292B1 (ko) 2015-04-15
JP2014239224A (ja) 2014-12-18
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US20140145092A1 (en) 2014-05-29
US9643208B2 (en) 2017-05-09
JP5974045B2 (ja) 2016-08-23
EP2307929B1 (en) 2017-09-13
US8674618B2 (en) 2014-03-18
US20100007285A1 (en) 2010-01-14
EP2307929A4 (en) 2016-08-03
US9095874B2 (en) 2015-08-04
JP5560272B2 (ja) 2014-07-23

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