KR20150022304A - The apparatus for intense pulsed light sintering - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a light sintering apparatus for large area, which is capable of successively forming an electronic pattern on a large flexible polymer film in a lower temperature process. A light sintering apparatus for large area according to the present invention includes a first emitting part which emits ultrashort wave white light in a first pulse waveform; a second emitting part which is adjacent to the first emitting part, and emits ultrashort wave white light in a second pulse waveform different from the first waveform; a shield part which is installed between the first emitting part and the second light emitting part and shields photons; and a substrate moving part which is connected to the first emitting part, the shield part, and the lower side of the second emitting part and successively moves an object substrate while supporting the upper part.

Description

대면적 광소결 장치{THE APPARATUS FOR INTENSE PULSED LIGHT SINTERING}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a light-

본 발명은 광소결장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저온 공정으로 전자패턴을 대면적 플렉시블 폴리머 필름 등에 연속적으로 형성할 수 있는 대면적 광소결장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photo-sintering apparatus, and more particularly, to a large-area photo-sintering apparatus capable of continuously forming an electronic pattern on a large-area flexible polymer film or the like by a low-temperature process.

현대 산업을 이끌고 있는 반도체, 디스플레이, 태양전지, 엘이디 등의 산업 분야에서는 유리 기판 또는 실리콘 기판 등의 표면에 매우 미세한 전자 패턴을 형성하고 이를 이용하여 다양한 기능을 구현하는 구조를 가진다. In industrial fields such as semiconductors, displays, solar cells, and LEDs, which lead the modern industry, very fine electronic patterns are formed on the surface of a glass substrate or a silicon substrate.

그런데 최근에는 이러한 산업 분야에서 전자 패턴을 딱딱하고 무거운 유리 기판 등이 아니라 가볍고 휘어질 수 있는 폴리머 또는 플라스틱 기판 또는 종이 등으로 전환할 필요성이 강하게 대두되고 있으며, 이를 실현하고자하는 시도가 이루어지고 있다. In recent years, however, there is a strong need to convert electronic patterns into light, flexible polymer or plastic substrates or paper instead of hard and heavy glass substrates in such industrial fields, and attempts have been made to realize them.

이렇게 플렉시블한 기판 또는 종이 등에 전자 패턴을 형성하는 방법으로는 기판 상에 패턴을 인쇄방법으로 형성한 후에, 이를 소결하여 전자 패턴을 형성하는 방법이 제시되고 있다. As a method of forming an electronic pattern on a flexible substrate or paper, there is proposed a method of forming a pattern on a substrate by a printing method and then sintering the pattern to form an electronic pattern.

그러나 종래에는 이러한 소결 방법이 300℃ 이상의 고온에서 이루어지는 문제점과 대면적 기판에 대응하지 못하는 문제점이 있어서 양산에 적용되지 못하는 상황이다. 따라서 저온에서 전자패턴을 소결하면서도 대면적 기판에 적용할 수 있는 기술의 개발이 절실하게 요구되고 있다. However, the conventional sintering method has a problem in that the sintering method is performed at a high temperature of 300 ° C or higher and can not be applied to a large-area substrate. Therefore, it is urgently required to develop a technique that can be applied to a large area substrate while sintering an electronic pattern at a low temperature.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 저온 공정으로 전자패턴을 대면적 플렉시블 폴리머 필름 등에 연속적으로 형성할 수 있는 대면적 광소결장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a large-area light sintering apparatus capable of continuously forming an electronic pattern on a large-area flexible polymer film by a low-temperature process.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 대면적 광소결장치는, 제1 펄스 파형으로 극단파 백색광을 조사하는 제1 조사부; 상기 제1 조사부에 인접하게 설치되며, 상기 제1 펄스 파형과 다른 형태의 제2 펄스 파형으로 극단파 백색광을 조사하는 제2 조사부; 상기 제1 조사부와 제2 조사부 사이에 설치되며, 양 자를 차단하는 차단부; 상기 제1 조사부, 차단부 및 제2 조사부 하측을 연통하여 설치되며, 피처리 기판을 상부에 지지한 상태에서 연속적으로 이동시키는 기판 이동부;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a large area sintering apparatus including: a first irradiating unit for irradiating extreme ultraviolet light with a first pulse waveform; A second irradiating unit disposed adjacent to the first irradiating unit and irradiating the extreme ultraviolet light with a second pulse waveform different from the first pulse waveform; A blocking unit provided between the first irradiation unit and the second irradiation unit, the blocking unit blocking the two beams; And a substrate moving unit that is connected to the first irradiation unit, the blocking unit, and the second irradiation unit so as to be connected to each other and continuously moves the substrate to be processed while supporting the substrate thereon.

그리고 본 발명의 대면적 광소결장치는, 상기 제2 조사부에 인접하게 설치되며, 상기 제1, 2 펄스 파형과 각각 다른 형태의 제3 펄스 파형으로 극단파 백색광을 조사하는 제3 조사부를 더 구비하는 것이 바람직하다. The large area sintering apparatus of the present invention further includes a third irradiating unit which is provided adjacent to the second irradiating unit and irradiates extreme ultraviolet wave light with a third pulse waveform different from the first and second pulse waveforms .

또한 상기 차단부는, 상기 기판 이동부 및 이에 지지되어 이동하는 상기 기판이 통과할 수 있을 정도의 틈이 하측에 형성되는 격벽인 것이 바람직하다.It is preferable that the blocking portion is a partition wall having a gap formed at a lower portion of the substrate moving portion and the substrate moving through the substrate moving portion.

또한 본 발명의 대면적 광소결장치에서, 상기 제1 조사부 및 제2 조사부의 길이방향 폭은 조절이 가능한 것이 바람직하다.In the large-area light sintering apparatus of the present invention, it is preferable that the longitudinal width of the first irradiation unit and the second irradiation unit can be adjusted.

또한 본 발명에서 상기 제1 조사부는, 조사되는 라인빔의 폭을 확장시키는 빔 확장부가 더 구비되는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the first irradiating unit further includes a beam expanding unit for expanding the width of the line beam to be irradiated.

본 발명의 대면적 광소결장치에 의하면 50℃ 이하의 저온에서 인쇄 패턴을 소결하므로, 고온 소결 공정에 적용하기 어려운 폴리머 기판 또는 종이 등의 기판에 적용할 수 있으며, 기판을 인라인 형태로 이동시키면서 공정이 순차적으로 진행되므로, 대량생산에 적합한 장점이 있다. According to the large-area light sintering apparatus of the present invention, since the print pattern is sintered at a low temperature of 50 ° C or less, it can be applied to a substrate such as a polymer substrate or paper which is difficult to apply to a high- Are progressed sequentially, which is advantageous for mass production.

또한 하나의 기판에 대하여 다양한 펄스 파형으로 극단파 백색광을 조사할 수 있으므로, 다양한 재료를 이용하여 다양한 패턴을 형성할 수 있는 장점이 있다. In addition, it is possible to form various patterns using various materials because the extreme-wave white light can be irradiated on various substrates with various pulse waveforms.

또한 본 발명의 대면적 광소결장치는 빔 확장부를 이용하여 대면적 기판에 대해서 공정이 가능한 장점이 있다. Also, the large-area light sintering apparatus of the present invention is advantageous in that a large-area substrate can be processed using a beam expanding unit.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 광소결장치의 구성을 도시하는 레이아웃 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 광소결장치의 구조를 도시하는 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 확장부를 작동상태를 도시하는 도면이다. 1 is a layout diagram showing the configuration of a large-area light sintering apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a side cross-sectional view showing a structure of a large-area light sintering apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an operation state of a beam expanding unit according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시예에 따른 대면적 광소결장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 조사부(10), 제2 조사부(20), 제3 조사부(30), 각 조사부 사이에 설치되는 차단부(40) 및 기판 이동부(50)를 포함하여 구성된다. 즉, 본 실시예에 따른 대면적 광소결장치(1)는, 다양한 파형의 펄스 형태로 극단파 백색광을 조사할 수 있으며, 특히 피처리 기판을 연속적으로 이동시키면서 다양한 형태의 처리가 연속적으로 이루어질 수 있는 장점이 있다. As shown in Fig. 1, the large area sintering apparatus 1 according to this embodiment includes a first irradiating unit 10, a second irradiating unit 20, a third irradiating unit 30, A blocking section 40 and a substrate moving section 50. [ That is, the large-area optical sintering apparatus 1 according to the present embodiment can irradiate the extreme ultraviolet-white light in the form of pulses of various waveforms. In particular, various types of processing can be continuously performed while continuously moving the substrate to be processed There is an advantage.

따라서 본 실시예에 따른 대면적 광소결장치(1)에서, 상기 제1, 2, 3 조사부(10, 20, 30)는 각각 서로 다른 펄스 파형으로 극단파 백색광을 조사하게 된다. 이때 각 조사부에서 조사되는 극단파 백색광의 펄스 파형을 상기 피처리 기판(S)의 처리에 필요한 펄스 파형으로 미리 세팅되어 제어된다. Therefore, in the large area sintering apparatus 1 according to the present embodiment, the first, second, and third irradiation units 10, 20, and 30 emit extreme ultraviolet light in different pulse waveforms. At this time, the pulse waveform of the extreme ultraviolet wave light irradiated by each irradiation part is set in advance with the pulse waveform necessary for the processing of the substrate S to be controlled.

한편 본 실시예에서 처리되는 피처리 기판(S)은 가볍고 휘어질 수 있는 폴리머 또는 플라스틱 기판 또는 종이 등 다양한 플렉시블 필름 또는 기판으로 구성될 수 있다. Meanwhile, the substrate S to be processed in the present embodiment may be composed of a flexible or flexible substrate such as a polymer or plastic substrate or paper, which can be light and bendable.

그리고 본 실시예에서 상기 제1 조사부(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제논 플래쉬 램프(12)와 빔 확장부(15)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 여기에서 상기 제논 플래쉬 램프(Xenon Flash Lamp, 12)는 기판 표면으로 극단파 백색광을 출력하고, 상기 극단파 백색광의 조사를 통하여 상기 피처리 기판(S)에 도포되어 있는 미세금속입자 또는 전구체를 소결한다. 본 실시예에서 사용되는 제논 플래쉬 램프(12)는 밀리세컨트(ms) 이하의 짧은 주기로 100J 이상의 고에너지를 인가할 수 있는 램프가 적합하다 2, the first irradiating unit 10 may include a xenon flash lamp 12 and a beam expanding unit 15. In this case, The xenon flash lamp 12 outputs ultraviolet white light to the surface of the substrate and sinters the fine metal particles or the precursor applied to the substrate S through irradiation of the extreme ultraviolet white light do. The xenon flash lamp 12 used in the present embodiment is preferably a lamp capable of applying a high energy of 100 J or more in a short period shorter than a millisecond (ms)

그리고 상기 제논 플래쉬 램프(12)에는 전원부(도면에 미도시)와 축전부(도면에 미도시)가 더 구비된다. 상기 전원부는 전압 및 전류를 발생하며, 발생된 전압 및 전류를 상기 제논 플래쉬 램프(12)로 전달한다. 또한 상기 축전부는 전하를 집적하여 저장하며, 상기 제논 플래쉬 램프(12)의 양 전극 사이에 스파크가 발생하는 경우, 저장한 상기 전하를 상기 제논 플래쉬 램프(12)로 전달한다. The Xenon flash lamp 12 is further provided with a power supply unit (not shown) and a power storage unit (not shown). The power unit generates voltage and current, and transmits the generated voltage and current to the xenon flash lamp 12. When the spark occurs between the electrodes of the xenon flash lamp 12, the stored charge is transferred to the xenon flash lamp 12.

따라서 상기 전원부로부터 전압 및 전류가 상기 제논 플래쉬 램프(12)에 입력되면 상기 축전부로부터 집적된 전하를 인가받아 상기 제논 플래쉬 램프(12) 내에서 아크 플라즈마가 생성된다. 그러면 상기 제논 플래쉬 램프(12)에서 상기 피처리 기판 표면으로 극단파 백색광이 출력되는 것이다. Accordingly, when voltage and current are input from the power source unit to the xenon flash lamp 12, an electric charge accumulated from the power storage unit is applied to generate an arc plasma in the xenon flash lamp 12. Then, extreme ultraviolet light is output from the xenon flash lamp 12 to the surface of the substrate to be processed.

다음으로 상기 빔 확장부(15)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제논 플래쉬 램프(12) 하측에 설치되며, 상기 제논 플래쉬 램프(12)에서 출력되는 빛 중에서 미리설정된 파장대역을 가지는 극단파 백색광만을 통과시킬 수 있도록 필터링하는 필터(13)와, 상기 필터(13)의 하부에 부착되어 설치되며, 상기 제논 플래쉬 램프(12)에서 출력되는 라임빔의 폭을 확장시키는 빔 확장수단(14)을 포함하여 구성된다. 2, the beam expander 15 is installed on the lower side of the xenon flash lamp 12, and has an extreme end wave having a predetermined wavelength band among the lights output from the xenon flash lamp 12, A beam expander 14 attached to the lower portion of the filter 13 for expanding the width of the lime beam output from the xenon flash lamp 12, .

여기에서 상기 빔 확장수단(14)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 필터(13)의 하측에 일체로 부착되어 설치되며, 하측으로 곡면 형상을 가지는 실린드리컬(cylindrical) 렌즈 광학 구조로 구현되는 것이 바람직하다. 2, the beam expanding means 14 is integrally attached to the lower side of the filter 13 and has a cylindrical lens optical structure having a downward curved shape .

한편 상기 제2, 3 조사부(20, 30)도 그 구체적인 구조는 전술한 제1 조사부(10)의 그것과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다. Meanwhile, the second and third irradiation units 20 and 30 have substantially the same structure as that of the first irradiation unit 10 described above, and thus a repetitive description thereof will be omitted.

다음으로 상기 차단부(40)는 도 1에 도시된 바와 같이, 각 조사부 사이에 설치되며, 각 조사부를 차단하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 차단부(40)는 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1, 2, 3 조사부(10, 20, 30)의 양측에 각각 설치되는 격벽으로 구성될 수 있다. 이때 상기 격벽(40)의 하단은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 피처리 기판(S)이 통과할 수 있는 정도의 틈이 상기 기판 이동부(50)와의 사이에 형성되도록 설치된다. Next, as shown in FIG. 1, the blocking unit 40 is installed between the irradiation units, and blocks the irradiation units. In this embodiment, the blocking portion 40 may have various structures. For example, as shown in FIG. 2, the blocking portions 40 may be provided on both sides of the first, second, and third irradiation portions 10, 20, And a partition wall. 2, the lower end of the barrier rib 40 is provided so as to form a space between the substrate moving unit 50 and the substrate S so that the substrate S can pass therethrough.

또한 본 실시예에서는 상기 각 조사부는 이웃한 조사부와의 사이의 간격이 필요에 따라 조정될 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이렇게 각 조사부의 폭을 조절할 수 있으며, 상기 피처리 기판에 대한 다양한 처리가 가능해지는 장점이 있다. In addition, in the present embodiment, it is preferable that each of the irradiation units has a structure capable of adjusting the interval between adjacent irradiation units as needed. Thus, the width of each irradiation unit can be adjusted, and various treatments for the substrate to be processed can be performed.

한편 본 실시예에서는 상기 제1, 2, 3 조사부 중 어느 하나를 도 4에 도시된 바와 같이, 다수개의 제논 램프가 길이 방향으로 일렬로 배치되어 라인빔의 조사길이를 확장할 수 있는 구조로 구성될 수도 있다. 이렇게 다수개의 제논 램프를 일렬로 배열하면, 제논 램프에서 조사되는 라인빔의 길이가 길어져서 대면적 기판의 처리에 적합한 장점이 있으며, 처리되는 기판의 폭에 능동적으로 대응할 수 있는 장점이 있다. In this embodiment, as shown in FIG. 4, any one of the first, second, and third irradiators may be arranged in a row in the longitudinal direction of the plurality of Xenon lamps to extend the irradiation length of the line beam . When the plurality of xenon lamps are arranged in a row, the length of the line beam irradiated from the xenon lamp becomes longer, which is advantageous for the processing of a large-area substrate, and the width of the substrate to be processed can be actively coped with.

또한 본 실시예에 따른 대면적 광소결장치에는, 상기 제1, 2 조사부에 교류 전원을 직접 인가하는 교류 전원 인가부가 더 구비될 수 있다. 이때 본 실시예에서는 상기 교류 전원 인가부에서 인가되는 교류 전원에 대해 도 5에 도시된 바와 같이, 교류전원의 파장(a)과 진폭(b)을 조절하는 조절수단이 더 구비되는 것이 바람직하다. 여기에서 상기 조절수단에 의하여 상기 교류 전원의 파장과 진폭이 정밀하게 조절되면, 상기 제1, 2 조사부에서 조사되는 라인빔을 펄스 형태로 제어하는 것과 동일한 효과를 얻을 수있으며, 진폭 조절에 의하여 조사되는 빔의 조도도 제어되는 효과가 있다.
Also, the large-area light sintering apparatus according to the present embodiment may further include an AC power applying unit for directly applying AC power to the first and second irradiation units. In this embodiment, as shown in FIG. 5, it is preferable that the AC power supplied from the AC power applying unit is further provided with adjusting means for adjusting the wavelength (a) and the amplitude (b) of the AC power. Here, if the wavelength and the amplitude of the AC power source are precisely controlled by the adjusting means, the same effect as that of controlling the line beam irradiated by the first and second irradiating portions in the form of pulses can be obtained. The illuminance of the beam is also controlled.

1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 광소결장치
10 : 제1 조사부 20 : 제2 조사부
30 : 제3 조사부 40 : 차단부
50 : 기판 이동부1: Large area sintering apparatus according to one embodiment of the present invention
10: first irradiation unit 20: second irradiation unit
30: third irradiation part 40:
50: substrate moving part

Claims (7)

제1 펄스 파형으로 극단파 백색광을 조사하는 제1 조사부;
상기 제1 조사부에 인접하게 설치되며, 상기 제1 펄스 파형과 다른 형태의 제2 펄스 파형으로 극단파 백색광을 조사하는 제2 조사부;
상기 제1 조사부와 제2 조사부 사이에 설치되며, 양 자를 차단하는 차단부;
상기 제1 조사부, 차단부 및 제2 조사부 하측을 연통하여 설치되며, 피처리 기판을 상부에 지지한 상태에서 연속적으로 이동시키는 기판 이동부;를 포함하는 대면적 광소결장치.A first irradiating unit for irradiating extreme ultraviolet-white light with the first pulse waveform;
A second irradiating unit disposed adjacent to the first irradiating unit and irradiating the extreme ultraviolet light with a second pulse waveform different from the first pulse waveform;
A blocking unit provided between the first irradiation unit and the second irradiation unit, the blocking unit blocking the two beams;
And a substrate moving unit connected to the first irradiation unit, the blocking unit, and the second irradiation unit so as to continuously move the target substrate in a state of being supported on the top. 제1항에 있어서,
상기 제2 조사부에 인접하게 설치되며, 상기 제1, 2 펄스 파형과 각각 다른 형태의 제3 펄스 파형으로 극단파 백색광을 조사하는 제3 조사부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대면적 광소결장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a third irradiating unit which is provided adjacent to the second irradiating unit and irradiates extreme ultraviolet white light with a third pulse waveform different from the first and second pulse waveforms.
제1항에 있어서, 상기 차단부는,
상기 기판 이동부 및 이에 지지되어 이동하는 상기 기판이 통과할 수 있을 정도의 틈이 하측에 형성되는 격벽인 것을 특징으로 하는 대면적 광소결장치.The apparatus according to claim 1,
Wherein the substrate moving part is a partition wall having a gap to the bottom of the substrate moving part and a distance through which the substrate moves while being supported by the substrate moving part. 제1항에 있어서,
상기 제1 조사부 및 제2 조사부의 길이방향 폭은 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 대면적 광소결장치.The method according to claim 1,
Wherein a width of the first irradiation unit and a length of the second irradiation unit are adjustable. 제1항에 있어서, 상기 제1 조사부는,
조사되는 라인빔의 폭을 확장시키는 빔 확장부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 대면적 광소결장치.
The apparatus according to claim 1,
Further comprising a beam expanding section for expanding the width of the line beam to be irradiated.
제1항에 있어서,상기 제1 조사부 또는 제2 조사부는,
다수개의 제논 램프가 길이 방향으로 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 대면적 광소결장치. The apparatus according to claim 1, wherein the first irradiation unit or the second irradiation unit comprises:
Wherein a plurality of xenon lamps are arranged in a row in the longitudinal direction. 제1항에 있어서,
상기 제1, 2 조사부에 교류 전원을 인가하는 교류 전원 인가부가 더 구비되되,
상기 교류 전원 인가부에는, 인가되는 교류 전원의 파장과 진폭을 조절하는 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적 광소결장치. The method according to claim 1,
Further comprising an alternating current power applying unit for applying alternating current power to the first and second irradiation units,
Wherein the AC power applying unit includes adjusting means for adjusting the wavelength and amplitude of the applied AC power.
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