KR20210125492A - 미소구조체 이재장치, 스탬프헤드유닛, 미소구조체 이재용 스탬프부품 및 미소구조체 집적부품의 이재방법 - Google Patents

미소구조체 이재장치, 스탬프헤드유닛, 미소구조체 이재용 스탬프부품 및 미소구조체 집적부품의 이재방법 Download PDF

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KR20210125492A
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히데오 나카가와
요시노리 오가와
노부아키 마츠모토
슈헤이 우에다
케이지 오호리
코헤이 오타케
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 석영유리기판 상에 적어도 실리콘계 고무막을 구비한 스탬프부품과, 상기 스탬프부품의 석영유리기판면을 진공흡인하기 위한 구멍을 갖는 면을 구비한 스탬프부품 유지부품과, 상기 진공흡인하기 위한 구멍과 진공을 유지할 수 있는 상태로 연통접속된 배기흡인구멍을 갖고, 상기 스탬프부품 유지부품과 결합고정된 관상 부품을 포함하는 것인 스탬프헤드유닛이다. 이에 따라, 간편한 진공척방식으로 안정적으로 고정가능한 스탬프부품, 그것을 단시간에 교환가능한 스탬프헤드유닛, 및, 그들을 구비한 미소구조체 이재장치를 제공한다.

Description

미소구조체 이재장치, 스탬프헤드유닛, 미소구조체 이재용 스탬프부품 및 미소구조체 집적부품의 이재방법
본 발명은, 기판 상에 형성, 혹은, 배치된 반도체소자 등의 미소구조체를 다른 기판에 이재(移載)하는 미소구조체 이재장치, 이것에 이용되는 스탬프헤드유닛, 미소구조체 이재용 스탬프부품 및 미소구조체 집적부품의 이재방법에 관한 것이다.
최근, 반도체소자의 미소화에 수반하여, 반도체소자를 이용한 전기·전자응용제품의 조립수단으로서, 스탬프를 이용한 미소구조체 이재기술이 주목받고 있다(비특허문헌 1). 특히, 이 기술을 이용하여, 한번에 하나, 혹은 복수, 더 나아가 몇만개라는 대량의 미니LED(단변이 100μm 이상~수100μm의 LED), 혹은, 마이크로LED(단변이 100μm 이하, 더 나아가, 50μ 이하)를 이재함으로써, 사이니지, TV, 의료용, 차재, Pad, 스마트폰, 스마트워치 등의 디스플레이, AR/VR 등 용의 LED디스플레이를 제조하는 기술개발이 활발해지고 있다.
종래 기술로는, 특허문헌 1에 평판의 PDMS(폴리디메틸실록산)고무를 이용하여 대량의 소자를 공급기판으로부터 수취기판에 수송가능한 것이 보고되어 있다.
특허문헌 2에는, 볼록형형상돌기를 갖는 PDMS를 이용한 복합스탬프의 구조와 스탬프헤드에의 고정방법이 나타나 있다. 도 14(A), (B), (C), (D)는, 종래기술의 특허문헌 2의 도 2(A), (B), (C), (D)를 각각 나타내고 있다.
도 14(A)~도 14(C)에 나타나 있는 종래기술의 복합스탬프는, 스탬프와 지지층, 화이버를 이용한 강화층 및 강화링 등을 구사한 매우 복잡한 구조로 되어 있다. 이들 스탬프의 고정은 모두 주변부를 기계적 혹은 진공을 이용하여 고정하는 방법으로 되어 있다. 그 때문에, 위치맞춤을 포함하여, 교환작업에 시간이 걸리는 것은 명백하여, 양산상의 큰 과제가 된다.
도 14(D)에 나타나 있는 종래기술의 스탬프는, 볼록형형상돌기를 갖는 스탬프재료를 구비한 석영유리지지체를 진공흡착으로 고정하는 구조로 되어 있고, 상기 도 14(A)~(C)의 사례와 비교하면 간편한 구조로 되어 있다. 그러나, 진공흡착부가 링상의 엘라스토머로 구성되어 있으므로, 실제의 이재동작을 반복하여 행하는 양산에 있어서, 공급기판과 수취기판에 압압할 때의 변형이 생겨 위치어긋남의 원인을 발생시킨다. 경우에 따라서는 진공척이 어긋날 가능성도 생긴다. 이와 같이 고정방법에 기인한 반복스탬프동작에 있어서의 내구성 저하가 큰 문제가 된다.
여기서, 실제로 4K(3,840×2,160화소)의 RGB디스플레이를 미소구조체 이재장치로 만드는 경우, 얼마만큼의 이재횟수가 필요한지 계산해본다. RGB3색의 LED를 각 1개씩 사용하여 1화소를 구성한다고 가정하면, 3,840×2,160×3=24,883,200개의 LED를 이재할 필요가 있다. 1회의 이재로 1만화소(LED: 3만개)를 이재한다고 가정하면, 4K-RGB디스플레이패널 1대를 만들기 위해서는, 약 830회의 이재가 필요해진다. 하나의 스탬프부품이 2만회의 이재에 견딜 수 있다고 하면, 1개의 스탬프부품으로 4K디스플레이를 대략 24대밖에 만들 수 없는 계산이 된다.
다음에, 1회의 이재에 약 5초를 필요로 한다고 가정하면, 2만회 동작에 필요한 시간은 100,000초가 된다. 따라서, 약 28시간(100,000초/3,600초)에 1회, 스탬프교환이 필요해진다. 그 때문에, 간단히 스탬프교환을 하지 못하면 장치의 가동률을 크게 저하시키는 것은, 명백하다.
다음에, 종래기술을 이용하여 실제의 양산을 행하는 경우, 스탬프부는 연속하여 이동동작을 반복하게 된다. 스탬프는 주로 고무상의 재료가 사용되므로 이재 중에 장치 내에서 발생하는 파티클이 스탬프 및 지지체에 부착되는 것이 큰 문제가 되고 있다. 파티클은 대별하여, 이재하는 미소구조체로부터의 전사파티클과 장치 내의 대전한 부유파티클의 2종류가 있다. 스탬프에 부착된 파티클은, 제조수율 저하에 큰 영향을 주므로, 파티클저감대책은 필요불가결이다.
미국특허 제7943941호 명세서 미국특허 제7927976호 명세서
Matthew A. Meitl, Zheng-Tao Zhu, Vipan Kumar, Keon Jae Lee, Xue Feng, Yonggang Y. Huang, Ilesanmi Adesida, Ralph G. Nuzzo & John A. Rogers, "Transfer printing by kinetic control of adhesion to an elastomeric stamp", Nature Materials Volume 5, 33-38 (2006)
본 발명이 해결하고자 하는 제1의 과제는 스탬프의 구조와 고정방법에 관한 것이다. 상기와 같은 종래기술의 구성에서는, 스탬프자체가 복잡한 구조를 하고 있으며, 스탬프헤드에의 교환이 어려워 시간이 걸린다는 문제를 갖고 있었다. 또한, 종래기술의 스탬프는, 스탬프헤드에 고정해도 유연성을 갖는 구성을 하고 있어, 고정안정성이 낮다는 문제를 갖고 있었다. 본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 간편한 진공척방식으로 안정적으로 고정가능한 스탬프부품, 그것을 단시간에 교환가능한 스탬프헤드유닛, 및, 그들을 구비한 미소구조체 이재장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 제2의 과제는, 실제의 양산동작시의 스탬프에의 대전한 부유파티클의 부착이다. 본 발명은, 스탬프 및 지지체에의 파티클부착을 저감하기 위한 구조를 구비한 스탬프부품을 제공하는 것이다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 제1의 발명은, 석영유리기판 상에 적어도 실리콘계 고무막을 구비한 스탬프부품과, 상기 스탬프부품의 석영유리기판면을 진공흡인하기 위한 구멍을 갖는 면을 구비한 스탬프부품 유지부품과, 상기 진공흡인하기 위한 구멍과 진공을 유지할 수 있는 상태로 연통접속된 배기흡인구멍을 갖고, 상기 스탬프부품 유지부품과 결합고정된 관상 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 스탬프헤드유닛을 제공한다.
이러한 것이면, 스탬프부품을 단시간에 교환가능하게 되고, 진공흡인에 의해 스탬프부품을 스탬프유지부에 확실히 고정할 수 있다.
상기 스탬프부품 유지부품의 상기 진공흡인하기 위한 구멍은 복수로 분할되어 있고, 상기 석영유리기판을 복수의 점에서 흡인고정하는 것이도록 구성할 수 있다.
이와 같이 하면 석영유리기판이 얇은 경우에 진공흡인에 의한 국소굴곡의 발생을 방지할 수 있음과 함께, 보다 안정적으로 스탬프부품을 고정하여 유지할 수 있다.
상기 스탬프부품 유지부품의 상기 스탬프부품을 장착하는 면에, 상기 진공흡인하기 위한 구멍을 개재하여 상기 배기흡인구멍에 접속된 홈구조가 형성되어 있도록 구성할 수 있다.
이와 같이 하면, 이재장치측 혹은 주변기기 등의 진공흡인정도는 동일해도, 흡인력을 저감할 수 있으므로 흡인부의 국부적 휨을 방지할 수 있어, 얇은 석영유리기판이어도 이용할 수 있다.
상기 석영유리기판은 직사각형 평판이면 좋다.
이와 같이 구성하면, X-Y직교축이 명확해지고, θ방향의 얼라이먼트가 취하기 쉬워진다.
상기 석영유리기판에는, 패싯이 형성되어 있으면 좋다.
이와 같이 하면, 스탬프가 형성된 석영유리기판의 θ방향의 기준점을 가질 수 있고, 패싯과 스탬프의 회전위치를 틀리는 일 없이 스탬프부품의 교환을 할 수 있게 된다.
상기 관상 부품은 콜렛접속부를 갖는 구조로 되어 있으면 좋다.
이와 같이 하면, 상기 스탬프헤드유닛을 이재장치본체에 접속할 때, 스탬프의 X-Y평면의 법선방향, 즉, Z방향으로 정확히 접속가능해진다. 한편, 상기 스탬프헤드유닛을 이재장치본체에 접속하는 방법은 이것으로 한정되지 않고, 다른 방법이어도 된다.
상기 스탬프부품 유지부품의 스탬프부품 유지면에 상기 스탬프부품의 위치를 맞추기 위한 볼록구조를 구비하고 있을 수 있다.
이와 같이 하면 스탬프교환시에 스탬프부품과 장착면의 위치맞춤을 간단히 할 수 있게 된다.
상기 볼록구조가 직교한 측면을 갖는 구성으로 되어 있을 수 있다.
이와 같이 하면, 장착면내의 X, Y-2방향의 위치맞춤을 간단히 할 수 있다. 석영유리기판이 직사각형 평판(직방체)인 경우, 볼록구조의 직교한 측면에 상기 석영유리기판의 X, Y-2변을 맞대는 것만으로, X, Y, θ의 조(粗)얼라이먼트를 간단히 할 수 있다. 패싯위치를 직사각형의 석영유리기판 정점 중 하나에 마련하고, 예를 들어 상기 패싯을 갖는 정점부분을 상기 볼록구조의 직교한 각에 맞추도록 하면, 매회 교환시의 부착방향에러를 방지할 수 있고, 그 결과 교환속도를 빠르게 할 수 있다.
상기 스탬프부품의 실리콘계 고무막에 얼라이먼트마크를 갖는 구성으로 할 수 있다.
이와 같이 하면, 공급기판 상의 얼라이먼트마크와 수취기판 상의 얼라이먼트마크를 부합시킴으로써, 스탬프부품과 공급기판, 및, 스탬프부품과 수취기판의 X, Y, θ의 위치얼라이먼트가 가능해진다. 그 결과, 고정밀도의 미소구조체의 이재가 가능해진다. 또한, 상기 얼라이먼트마크는, 스탬프부품을 부착할 때에 미리 장치원점(X=Y=0) 및 원점각(θ=0°)에 대하여 X, Y, θ를 보정하는 것에도 사용할 수 있다.
상기 석영유리기판이, 합성석영유리이면 바람직하다.
미소구조체의 크기가 작아, 높이가 수십μm보다 작아지는 경우, 미소구조체를 접착하는 실리콘계 고무막의 평탄성이 중요해진다. 대략 미소구조체의 높이정도 이내의 불균일인 것이 바람직하게 된다. 실리콘계 고무막의 평탄성을 내기 위해서는, 그 기재인 석영유리기판의 평탄성이 크게 영향을 준다. 합성석영유리의 경우는 대략 1μm 이하의 면내막두께균일성(TTV: total thickness variation)을 실현할 수 있기 때문에, 합성석영유리를 이용함으로써, 스탬프부품 전체의 막두께불균일을 최소화할 수 있다. 나아가, 합성석영유리를 사용하는 것의 메리트는, 미소구조체 이재동작을 반복할 때의 열적 안정성이 얻어지는 것이다. 즉, 합성석영유리기판은 다른 석영유리기판에 비해 대략 1/5의 열팽창계수를 갖고, 동작 중의 열변형을 적게 할 수 있다. 특히, 볼록형형상돌기를 갖는 스탬프부품의 경우, 열신축에 의한 돌기위치의 어긋남·변형(디스토션)을 저감할 수 있으므로, 정확한 이재동작이 가능해진다.
본 발명의 제2의 발명은, 본 발명의 스탬프헤드유닛을 구비한 미소구조체 이재장치이다.
본 발명의 미소구조체 이재장치를 이용하면, 진공흡착의 ON/OFF에 의해 스탬프부품을 간단히, 또한, 단시간에 교환가능해지고, 양산에 적합한 이재장치를 실현할 수 있다.
특히, 스탬프헤드유닛이 물리적으로 부착하여 위치얼라이먼트를 제공하기 위한 볼록구조를 구비하고 있는 경우와, 사람이 손으로 직접 스탬프부품을 교환하는 경우에 유효하며, 간편하고, 또한, 단시간에 고정밀도의 교환작업이 가능해진다.
이 경우, 본 발명의 미소구조체 이재장치가, 스탬프헤드유닛에 부착한 스탬프부품의 스탬프면(X-Y직교좌표)의 위치와, X-Y평면과 직교하는 Z좌표위치와, Z축을 중심으로 하는 회전각θ를 조정하기 위한 기구를 구비하고 있으면 좋다.
이와 같이 하면, 스탬프헤드유닛에 스탬프부품을 부착한 후에, 스탬프에 마련된 얼라이먼트마크를 사용하여, 스탬프원점과 장치원점의 위치관계(X, Y, Z, θ)를 원점얼라이먼트보정할 수 있다. 또한, 스탬프부품의 얼라이먼트마크와 공급기판 상의 얼라이먼트마크를 이용하여 얼라이먼트함으로써, 스탬프부품과 공급기판의 X, Y, θ의 위치얼라이먼트가 가능해진다. 마찬가지로, 스탬프부품의 얼라이먼트마크와 수취기판 상의 얼라이먼트마크를 이용하여 얼라이먼트함으로써, 스탬프부품과 수취기판의 X, Y, θ의 위치얼라이먼트가 가능해진다. 그 결과, 고정밀도의 미소구조체의 이재가 가능해진다. 또한, 원점얼라이먼트 보정을 해두면, 공급기판, 수취기판에서의 정밀보정에 요하는 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 미소구조체 이재장치는, 스탬프부품을 교환하기 위한 스탬프부품 교환유닛을 구비한 구성이면 좋다.
스탬프부품은 미리 스탬프부품 교환유닛으로 조얼라이먼트해두고, 미소구조체 이재장치가 상기 스탬프헤드유닛을 미리 지정된 위치로 이동하고, 하강동작을 행하여 스탬프부품에 접촉하기 직전에 정지하고, 그 후 진공흡착에 의해 스탬프부품을 흡상하여 흡착고정할 수 있다. 그 후, 상기 스탬프헤드유닛을 상승시키고, 소정의 스탠바이위치까지 이동하여 대기하면 된다. 이와 같이 하면, 사람이 스탬프부품을 손으로 교환하는 경우에 비해, 현저히 신속하고 또한 고정밀도로 교환작업을 행할 수 있어, 양산성이 크게 향상된다.
본 발명의 제3의 발명은, 본 발명의 미소구조체 이재장치를 이용하여 미소구조체를 이재하는 공정을 포함하는 미소구조체 집적부품의 이재방법이다.
예를 들어, 본 발명의 미소구조체 이재장치를 이용하여, 디스플레이의 화소위치에 원하는 LED를 이재하고, 배치고정함으로써, 디스플레이의 전체화소 혹은 일부의 화소에어리어의 디스플레이패널을 제조할 수 있다. LED(유기/무기) 대신에, 반도체레이저, IC칩, IC 및 LSI를 복합실장한 1차원 내지 3차원의 패키지, 무기 혹은 유기의 반도체로 이루어지는 각종 기능소자, 저항, 커패시터, 코일 등 전기회로소자, 각종 미소센서소자, MEMS(microelectromechanical system)의 각종 기능소자 및 센서 등등의 미소구조체를 본 발명의 미소구조체 이재방법에 의해 이재하면, 그들 각종 기능소자를 조합한 새로운 기능제품, 즉, 미소구조체 집적제품을 제조할 수 있다.
본 발명의 제4의 발명은, 합성석영유리기판 상에 적어도 1층 이상의 실리콘계 고무막이 형성되어 있는 미소구조체 이재용 스탬프부품이다.
합성석영유리기판의 막두께균일성(평탄성)은 대략 1μm 이하로 할 수 있으므로, 스탬프부품 전체로서의 접착면의 높이의 두께균일성은 실리콘계 고무막의 막두께균일성을 높임으로써 최대 약 1μm까지 작게 하는 것이 가능해진다. 한편, 실리콘계 고무막균일은, 이재대상인 미소구조체의 크기와 높이에 따라 필요시되는 값을 설정하면 된다.
추가로, 합성석영유리를 사용하는 것의 최대의 메리트는, 미소구조체 이재동작을 반복할 때의 열적 안정성이 얻어지는 것이다. 즉, 합성석영유리기판은 다른 석영유리기판에 비해 대략 1/5의 열팽창계수를 갖고, 동작 중의 열변형을 저감할 수 있다. 특히, 볼록형형상돌기를 갖는 스탬프부품의 경우, 열신축에 의한 돌기위치의 어긋남·변형(디스토션)을 저감할 수 있으므로, 정확한 이재동작이 가능해진다.
이와 같이 미소구조체와의 접착면높이불균일이 작고, 열팽창변형이 적은 스탬프부품을 이재장치의 스탬프헤드유닛에 장착하여 사용함으로써, 복수의 미소구조체를 한번에 이재하는 경우에 안정된 접착·이재동작을 가능하게 한다. 즉, 평탄한 합성석영유리기판 상에 막두께가 균일한 실리콘계 고무막이 형성되어 있음으로써, 미소구조체의 이재개수가 2개 이상의 복수인 경우, 더 나아가 1만개 혹은 3만개라는 수의 경우에도 미소구조체를 한번에 이송할 때에 각 미소구조체에 균일하게 접촉, 압압할 수 있고, 실리콘계 고무막의 점착력과 택(tack)력에 의해 미소구조체를 공급기판 상으로부터 움켜잡을 수 있다. 이와 같이 균일한 접착이 가능함으로써, 이동 중의 미소구조체의 탈락도 방지할 수 있다. 수취기판에 전사배치할 때에도 균일면을 가진 스탬프부품이 효과를 발휘하고, 수취기판 상에 미소구조체를 균일한 힘으로 압압할 수 있다. 실리콘계 고무막의 점착력과 택력에 의한 접착력보다도 강한 힘으로 접착하는 막을 수취기판측에 형성해둠으로써, 실리콘계 고무막으로부터 미소구조체를 분리할 수 있다.
상기 합성석영유리기판의 두께가 0.5mm~7mm일 수 있다.
이와 같이 하면, 합성석영유리웨이퍼나 마스크블랭크스용 등의 시판의 합성석영유리기판을 이용하는 것이 가능해지고, 대략 1μm 이하의 평탄성을 입수할 수 있다. 또한 동시에, 제조비용을 저감할 수 있다는 메리트도 있다.
상기 미소구조체가 LED이며, 상기 실리콘계 고무막의 상기 미소구조체와 접착하는 면부의 실리콘계 고무의 막두께의 최대값과 최소값의 차가 18μm 이하일 수 있다.
예를 들어, LED의 두께가 6μm인 경우, 두께의 3배인 18μm 이하의 막두께불균일의 스탬프부품인 것이 바람직하다. LED가 평탄면 상에 배치고정되어 있다고 가정하면, 이 경우, 18μm+6μm, 즉, 24μm만큼 스탬프를 눌렀을 때, 모든 LED에 상기 스탬프부품의 상기 실리콘계 고무막이 접촉하는 상태가 된다. 따라서, 24μm 이상의 적당한 압입을 행하고, 압력을 가함으로써, 모든 LED에 대하여, 최저 6μm 이상 압입한 경우의 상기 실리콘계 고무막의 접착력(점착력+택력)을 발생시킬 수 있다. 이 추가압입량은, 미소구조체의 평면의 크기, 높이, 형상에 따라 미소하게 상이하므로, 사전에 조건을 걸고 결정하면 된다.
상기 미소구조체 이재용 스탬프부품은, 상기 합성석영유리기판과 상기 실리콘계 고무막의 사이에 도전성 막을 가지고 있을 수 있다.
이와 같이 하면, 가장 대전이 집중되는 석영유리표면단부 및 그 주변부의 대전을 방지할 수 있으므로, 이재장치에 있어서 수만회의 이재동작을 반복할 때에, 스탬프부품주변에 부유하는 대전파티클이 스탬프부품에 부착되는 것을 저감할 수 있다.
상기 도전성 막은, 상기 합성석영유리기판 표면 상을 전부 덮도록 형성되어 있을 수 있다.
이와 같이 하면, 대전파티클이 스탬프부품에 부착되는 것을 저감하는 효과가 보다 충분히 발휘되기 쉬워진다.
상기 도전성 막이, 도전성 재료를 포함하고 있을 수 있다.
상기 도전성 재료는, 카본블랙, 카본필러, 카본나노와이어, 카본나노튜브, 그래핀, 알칼리금속 또는 알칼리토류금속의 염, 이온액체 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다. 한편, 이들 도전재료를 복수 혼합하여 이용할 수도 있다.
상기 도전성 재료는, 도전성 폴리머를 포함하고 있는 것도 바람직하다.
도전성 폴리머는, 예를 들어 폴리티오펜계의 폴리(4-스티렌설폰산)을 도프한 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린계의 폴리아닐린설폰산 등을 이용하면 된다. 한편, 상기 도전성 폴리머로 한정되지 않고, 다른 도전성 폴리머를 이용할 수도 있다. 또한, 도전성 폴리머와, 카본계 도전재료, 알칼리금속의 염, 알칼리토류금속의 염, 이온액체 중 적어도 어느 하나의 조합을 이용할 수도 있다. 도전성 막이 카본계 도전재료, 알칼리금속의 염, 알칼리토류금속의 염, 이온액체, 도전성 폴리머 등의 도전성 재료를 포함함으로써, 도전성 재료의 첨가량을 조정함으로써 상기 도전성 막의 도전율을 임의로 조정가능해진다.
상기 도전성 막은 도전성 실리콘계 고무막일 수 있다.
이와 같이 하면, 본 발명의 효과가 보다 나타나기 쉬워진다.
상기 실리콘계 고무막은, 도전성 실리콘계 고무막일 수 있다.
이와 같이 하면, 스탬프표면 전체에서 대전을 방지할 수 있으므로, 이재장치에 있어서 수만회의 이재동작을 반복할 때에, 스탬프부품주변에 부유하는 대전파티클이 스탬프부품에 부착되는 것을 저감할 수 있다.
상기 도전성 실리콘계 고무막은 도전성 재료를 포함하고 있을 수 있다.
상기 도전성 실리콘계 고무막에 포함되는 도전성 재료는, 카본블랙, 카본필러, 카본나노와이어, 카본나노튜브, 그래핀, 알칼리금속의 염, 알칼리토류금속의 염, 이온액체 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다. 한편, 이들 도전재료를 복수 혼합하여 이용할 수도 있다.
상기 도전성 실리콘계 고무막에 포함되는 도전성 재료는, 적어도 도전성 폴리머를 포함하고 있는 것도 바람직하다.
도전성 폴리머는, 예를 들어 폴리티오펜계의 폴리(4-스티렌설폰산)을 도프한 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린계의 폴리아닐린설폰산 등을 이용하면 된다. 한편, 상기 도전성 폴리머로 한정되지 않고, 다른 도전성 폴리머를 이용할 수도 있다. 또한, 도전성 폴리머와, 카본계 도전재료, 알칼리금속의 염, 알칼리토류금속의 염, 이온액체 중 적어도 어느 하나의 조합을 이용할 수도 있다. 도전성 막이 카본계 도전재료, 알칼리금속의 염, 알칼리토류금속의 염, 이온액체, 도전성 폴리머 등의 도전성 재료를 포함함으로써, 도전성 재료의 첨가량을 조정함으로써 상기 도전성 막의 도전율을 임의로 조정가능해진다.
상기 미소구조체 이재용 스탬프부품은, 상기 실리콘계 고무막표면에 하나의 볼록형형상돌기를 구비하고 있을 수 있다.
이와 같이 하면, 공급기판 상에 밀집하여 배치되어 있는 미소구조체를 선택적으로 접착하여 움켜잡고, 수취기판 상에 전사배치할 수 있다. 이러한 스탬프부품을 이용하면, 불량의 미소구조체의 장소에 선택적으로 정상인 미소구조체를 이재하는 리페어로 사용할 수 있다.
상기 미소구조체 이재용 스탬프부품은, 상기 실리콘계 고무막표면에 2개 이상의 볼록형형상돌기를 구비하고 있을 수 있다.
이와 같이 하면, 볼록형형상돌기의 위치에 대응한 2개 이상의 미소구조체를 한번에 이재할 수 있다.
상기 2개 이상의 볼록형형상돌기가, 2종류 이상의 상이한 높이의 볼록형형상돌기를 포함하는 것일 수 있다.
이와 같이 하면, 높이가 상이한 2개의 미소구조체를 한번에 이재할 수 있다.
상기 2개 이상의 볼록형형상돌기는, 미소구조체와 접촉하는 면부를 갖고, 이 면부가 2종류 이상의 상이한 면적을 갖는 볼록형형상돌기를 포함하는 것일 수 있다.
이와 같이 하면, 크기가 상이한 2개의 미소구조체를 한번에 이재할 수 있다.
상기 2개 이상의 볼록형형상돌기는, 임의로 1차원배열 또는 2차원배열되어 있을 수 있다.
이와 같이 하여, 공급기판 상의 미소구조체를 상기 1차원 혹은 2차원의 배열에 대응하여 취출할 수 있도록 2개 이상의 볼록형형상돌기를 배치구성해두면, 볼록형형상돌기의 위치에 대응한 복수의 미소구조체를 한번에 이재할 수 있고, 원하는 레이아웃으로 미소구조체를 이재가능하게 된다.
상기 1차원배열 또는 2차원배열은, 일정한 피치의 규칙성을 갖는 부분을 포함하고 있을 수 있다.
이와 같이 하면, 그 부분은 일정피치의 1차원배열 혹은 2차원배열로 복수의 미소구조체를 한번에 이재할 수 있다.
상기 일정한 피치가 디스플레이의 화소피치의 정수배일 수 있다.
이와 같이 하면, 그 정수배만큼 떨어진 화소에 복수의 미소구조체를 이재할 수 있다. 이 경우, 미소구조체가 LED소자이면, LED디스플레이를 만들 수 있다.
상기 볼록형형상돌기의 단면형상이 사다리꼴형상일 수 있다.
이와 같이 하면, 볼록형형상돌기의 내구성을 증대시킬 수 있고, 하나의 스탬프부품으로 실현가능한 이재횟수를 증대시킬 수 있다. 즉, 하나의 스탬프의 사용수명을 연장할 수 있다.
상기 볼록형형상돌기의 단면형상이, 선단측이 작은 사다리꼴형상인 부분을 포함하고 있을 수 있다.
이와 같이 하면, 실리콘계 고무막의 볼록형형상돌기가 미소구조체에 압압될 때, 볼록형형상돌기부가 한방향으로 굴곡하는 일 없이 접착면에 균등한 압력을 가할 수 있다. 그 결과, 안정된 접착이 가능해진다.
상기 볼록형형상돌기의 단면형상이 2단계 이상의 계단상의 볼록형형상일 수 있다.
이와 같이 하면, 보다 좁은 피치로 미소구조체가 배치되어 있는 경우에도 이웃한 칩에 닿는 일 없이, 확실히 목적의 칩을 잡는 것이 가능해진다. 또한, 미소구조체에 접착하는 최첨단의 볼록형형상돌기부가, 테이퍼형상으로 되어 있는 경우와 동일한 효과도 얻어진다. 한편, 1단째의 돌기부분도 테이퍼형상으로 되어 있을 수도 있고, 다단계의 돌기가 세로로 긴 애스펙트비를 갖는 경우에는, 균일압압을 실현함에 있어서 유효하다.
상기 볼록형형상돌기부의 막두께가, 2개 이상의 높이와 크기가 상이한 미소구조체의 각각에 대응한 높이와 크기를 갖고 있으면 좋다.
이와 같이 하면, 상이한 크기와 높이를 갖는 미소구조체를 한번에 이재가능하게 된다. 예를 들어, 중앙부에 LED, 주변부에 드라이버회로 등을 포함하는 주변회로소자를 한번에 이재하고, 조립하는 것도 가능해진다.
본 발명의 제5의 발명은, 상기 미소구조체 이재용 스탬프부품을 구비한 미소구조체 이재용 스탬프헤드유닛이다.
미소구조체를 포함하는 제품을 제조할 때에, 본 발명의 스탬프헤드유닛을 이용하면, 상기 스탬프부품을 간편하고, 또한, 고속으로 교환하는 것이 가능해진다. 그 결과, 양산성이 높은 제품제조가 가능해진다. 또한, 대전방지구조를 구비한 스탬프부품을 갖는 미소구조체 이재용 스탬프헤드유닛을 이용하면, 이재동작 중의 스탬프부품에의 부유대전파티클의 부착을 방지할 수 있다. 그 결과, 파티클에 의한 이재에러를 방지할 수 있으므로, 스탬프부품의 세정, 혹은, 교환작업의 횟수를 줄일 수 있기 때문에, 결국은, 양산성 향상에 크게 기여할 수 있다.
본 발명의 제6의 발명은, 상기 스탬프헤드유닛을 구비한 미소구조체 이재장치이다.
미소구조체를 포함하는 제품을 제조할 때에, 본 발명의 미소구조체 이재장치를 이용하면, 상기 스탬프부품을 간편하고, 또한, 고속으로 교환하는 것이 가능해진다. 그 결과, 양산성이 높은 제품제조가 가능해진다.
본 발명의 제7의 발명은, 상기 미소구조체 이재장치를 이용하여 미소구조체를 이재하는 공정을 포함하는 미소구조체 집적부품의 이재방법이다.
본 발명의 이재방법에서는, 스탬프부품교환시간을 현저히 단축할 수 있고, 즉, 장치의 다운타임이 적은 가동이 가능해져, 양산성이 높은 미소구조체 집적제품의 제조를 실현할 수 있다. 게다가, 본 발명의 이재방법에 있어서 상기 대전방지구조를 구비한 스탬프부품을 이용하면, 파티클에 기인하는 미소구조체 이재에러를 방지, 저감할 수 있다. 그 결과, 미소구조체 집적제품의 제조양산성을 크게 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은, 석영유리기판 상에 적어도 실리콘계 고무막을 구비한 스탬프부품과, 상기 스탬프부품의 석영유리기판면을 진공흡인하기 위한 구멍을 갖는 면을 구비한 스탬프부품 유지부품과, 상기 진공흡인하기 위한 구멍과 진공을 유지할 수 있는 상태로 연통접속된 배기흡인관을 갖고, 상기 스탬프부품 유지부품과 결합고정된 관상 부품을 포함하는 스탬프헤드유닛을 이용함으로써, 스탬프부품교환이 간편하고, 또한, 단시간에 실시가능해진다. 그 결과, 본 발명의 스탬프헤드유닛을 구비한 양산성이 높은 미소구조체 이재장치를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 미소구조체 이재장치를 이용함으로써, 단변이 100μm 미만인 마이크로 LED디스플레이패널이나 미소반도체소자를 구비한 새로운 제품을 양산성 좋게 제조할 수 있다.
또한, 미소구조체 이재장치에 있어서, 본 발명의 스탬프헤드유닛에 더하여, 본 발명의 도전성 재료를 이용한 스탬프부품을 사용함으로써, 미소구조체 이재 중의 부유대전파티클의 스탬프부품에의 부착을 방지·저감하는 것이 가능해진다. 그 결과, 스탬프세정이나 스탬프교환의 빈도를 대폭 저감하는 것이 가능해지고, 양산에 적합한 연속가동을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1의 실시형태에 있어서의 스탬프헤드유닛의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2의 실시형태에 있어서의 스탬프헤드유닛의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3의 실시형태에 있어서의 스탬프헤드유닛의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4의 실시형태에 있어서의 스탬프헤드유닛의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5의 실시형태에 있어서의 스탬프헤드유닛의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제6의 실시형태에 있어서의 미소구조체 이재장치의 동작부분의 개략구성도이다.
도 7은 본 발명의 제7의 실시형태에 있어서의 얼라이먼트마크를 구비한 스탬프부품의 설명도이다.
도 8은 본 발명의 제8의 실시형태에 있어서의 스탬프부품의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제9의 실시형태에 있어서의 복수종의 미소구조체를 한번에 이재하기 위한 스탬프부품의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제10의 실시형태에 있어서의 대전방지스탬프부품의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제10의 실시형태에 있어서의 대전방지스탬프부품의 다른 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제11의 실시형태에 있어서의 대전방지스탬프부품의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제11의 실시형태에 있어서의 대전방지스탬프부품의 다른 단면도이다.
도 14는 미국특허 제7927976호 명세서의 도 2(A), (B), (C), (D)를 나타내고 있다.
상술한 바와 같이, 간편한 진공척방식으로 안정적으로 고정가능한 스탬프부품, 그것을 단시간에 교환가능한 스탬프헤드유닛, 및, 그들을 구비한 미소구조체 이재장치의 개발이 요구되고 있었다. 또한, 스탬프 및 지지체에의 파티클부착을 저감하기 위한 구조를 구비한 스탬프부품의 개발이 요구되고 있었다.
본 발명자들은, 상기 과제에 대하여 예의 검토를 거듭한 결과, 합성석영유리기판 상에 적어도 1층 이상의 실리콘계 고무막이 형성되어 있는 미소구조체 이재용 스탬프부품의 석영유리기판면을 진공흡인의 ON/OFF에 의해, 상기 스탬프부품을 간단하게, 또한, 단시간에 교환할 수 있고, 양산에 적합한 이재장치를 실현할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명의 제1의 발명은, 석영유리기판 상에 적어도 실리콘계 고무막을 구비한 스탬프부품과, 상기 스탬프부품의 석영유리기판면을 진공흡인하기 위한 구멍을 갖는 면을 구비한 스탬프부품 유지부품과, 상기 진공흡인하기 위한 구멍과 진공을 유지할 수 있는 상태로 연통접속된 배기흡인구멍을 갖고, 상기 스탬프부품 유지부품과 결합고정된 관상 부품을 포함하는 스탬프헤드유닛이다.
본 발명의 제2의 발명은, 상기 스탬프헤드유닛을 구비하고 있는 미소구조체 이재장치이다.
본 발명의 제3의 발명은, 상기 미소구조체 이재장치를 이용하여 미소구조체를 이재하는 공정을 포함하는 미소구조체 집적부품의 이재방법이다.
본 발명의 제4의 발명은, 합성석영유리기판 상에 적어도 1층 이상의 실리콘계 고무막이 형성되어 있는 미소구조체 이재용 스탬프부품이다.
본 발명의 제5의 발명은, 상기 미소구조체 이재용 스탬프부품을 구비한 미소구조체 이재용 스탬프헤드유닛이다.
본 발명의 제6의 발명은, 상기 스탬프헤드유닛을 구비한 미소구조체 이재장치이다.
본 발명의 제7의 발명은, 상기 미소구조체 이재장치를 이용하여 미소구조체를 이재하는 공정을 포함하는 미소구조체 집적부품의 이재방법이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하는데, 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다.
(실시형태 1)
도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태에 있어서의 스탬프헤드유닛(100)의 구성도이다. 도 1(a)는, 스탬프헤드유닛의 단면도이며, 도 1(b)는, 도 1(a)의 스탬프헤드유닛을 아래에서 본 평면도이다.
도 1에 있어서, 1은 스탬프부품 유지부품, 2는 진공흡인구멍이며, 3은 스탬프부품 유지표면, 4는 관상 부품, 5는 배기흡인구멍이다. 6은 석영유리기판, 7은 실리콘계 고무막이며, 스탬프부품(13)을 구성하고 있다.
상기 진공흡인구멍(2)은, 상기 스탬프부품 유지부품(1)의 내부에 있으며, 스탬프부품 유지표면(3)까지 도달한 상태로 형성되어 있다. 상기 관상 부품(4)은, 상기 스탬프부품 유지부품(1)의 내부에 매몰시킨 상태로, 배기흡인구멍(5)과 상기 진공흡인구멍(2)을 진공유지할 수 있도록 연통접속된 상태로 상기 스탬프부품 유지부품(1)과 결합고정되어 있다. 본 제1의 실시형태에서는, 상기 진공흡인구멍(2)은 스탬프부품 유지표면(3)의 거의 중앙의 1개소에 마련되어 있다. 이러한 구조의 스탬프헤드유닛은 물론 양산에 사용할 수 있는 것이며, 개발단계에서 다양한 크기의 스탬프부품(13)을 교체하여 사용하는 경우에도 편리하다.
한편, 상기 진공흡인구멍(2) 및 배기흡인구멍(5)의 구멍의 경로는 반드시 본 제1의 실시형태와 같이 직선적인 접속일 필요는 없고, 적어도 본 제1의 실시형태와 동등 이상의 효과가 얻어지는 것이면, 어떠한 형태여도 된다. 예를 들어, 진공흡인의 배기흡인구멍(5)을 배관부품의 횡방향으로부터 취출하는 구조일 수도 있다.
상기와 같이 구성하면, 배기흡인구멍(5)을 통하여 진공흡인됨으로써, 석영유리기판(6)과 적어도 실리콘계 고무막(7)으로 이루어지는 스탬프부품의 석영유리기판표면(도 1(a)에 있어서, 석영유리기판(6)의 상면)은, 상기 스탬프부품 유지표면(3)에 진공흡인에 의해 고정유지된다.
상기의 구성의 본 발명의 스탬프헤드유닛을 이용하면, 석영유리기판(6) 상에 적어도 실리콘계 고무막(7)을 구비한 스탬프부품을 진공흡인의 ON/OFF동작만으로 간편하게 탈착할 수 있으므로, 단시간에 교환할 수 있다. 한편, 스탬프부품은, 석영유리기판(6)과 실리콘계 고무막(7)의 사이에 1층 혹은 복수층의 막을 포함하고 있을 수도 있다.
상기 관상 부품(4)의 상기 스탬프부품 유지부품(1)과 결합되어 있지 않은 측은, 도시하지 않은 미소구조체 이재장치의 스탬프헤드가동부에 고정되어 사용된다. 그 때, 도시하지 않은 미소구조체 이재장치, 혹은, 그 부속기기로서, 진공흡인장치를 구비하고 있다.
한편, 본 발명의 스탬프헤드유닛의 관상 부품(4)을 미소구조체 이재장치의 스탬프헤드에 접속고정하는 방법은, 필요한 기능·성능을 보증하는 것이면 어느 것이어도 되는데, 콜렛접속방식이면 간편하게 부착가능하며, 또한, 장착정밀도가 용이하게 얻어진다. 상기 관상 부품(4)은, 스탬프부품 유지표면(3)의 법선방향으로 고정된 상태가 가장 간편하며, 도시하지 않은 미소구조체 이재장치의 스탬프헤드가동부에의 접속이라는 관점에서도 간편한 구조이다. 본 발명의 스탬프헤드유닛을 이재장치의 스탬프헤드가동부에 부착한 상태로, 실리콘계 고무막(7)의 표면이 미소구조체가 배치된 공급기판과 이송처의 수취기판에 대하여 평행한 면을 이루도록 구성되어 있으면 된다.
또한, 실리콘계 고무막(7)이란, 적어도 실록산골격을 갖는 폴리머를 포함하는 막, 혹은, 실록산골격과 다른 폴리머골격이 결합, 또는, 중합한 골격을 갖는 폴리머를 포함하는 막이며, 경화 후 고무특성을 갖는 막이다. 잘 알려져 있는 단순한 것으로는, 폴리디메틸실록산(PDMS)이 있는데, 측쇄의 메틸기의 일부가 메틸기 이외의 관능기를 갖는 것, 실리콘골격으로 이루어지는 직쇄, 분지쇄를 갖는 구조가 결합되어 있는 것 등 다양한 구조를 연구함으로써, 고무특성을 최적화할 수 있다. 실록산의 말단에 각종 관능기를 구비한 것으로부터 축합중합한 것, 다른 폴리머와의 공중합에 의해 만들어진 코폴리머를 만드는 것에 의해서도, 고무특성을 최적화할 수 있다.
석영유리기판(6)의 모재, 즉, SiO2의 모재로서, 소다라임유리, 알칼리프리유리, 용융석영유리, 합성석영유리 등을 이용하는 것이 가능한데, 본 발명의 사용목적에 적합한 고평탄성, 고균질성, 저열팽창률, 고UV투과율이라는 관점에서, 합성석영유리가 가장 바람직하다.
한편, 소다라임유리나 알칼리프리유리는 평탄성의 점에서 우선 불합격이다. 또한, 용융석영유리는, 합성석영유리와 동등한 연마를 실시하면 거의 동등한 평탄성·표면균일성을 얻을 수 있는데, 원래 내부에 공동결함을 포함하고 있는 경우가 있으므로, 국소적인 균일성 불량을 발생하는 경우가 있다.
합성석영유리기판의 표면균일성은, 평탄도가 TTV로, 대략 0.1μm 이하이며, 두께균일성을 구비한 석영유리기판(6) 상에 실리콘계 고무막(7)을 균일막두께로 형성함으로써, 스탬프부품(13)(6&7) 전체로서 균일한 평면을 형성가능하게 된다.
석영유리기판의 두께는, 진공흡착에 의한 변형의 영향을 받지 않도록 흡인측을 최적화하면, 대략 0.5mm 정도로도 사용가능하다. 스탬프부품(13)으로서의 핸들링의 관점 및 기계강도적인 관점에서 고려하면, 대략 0.5mm 이상인 것이 바람직하다. 합성석영유리기판의 막두께는, 실용적으로 대략 1mm 이상이면 진공흡착에 의한 변형(變形歪)을 일으키지 않는다. 단, 진공흡착부를 분산하는 등의 방법을 이용하면 약 0.5μm 이상이면 문제 없다.
두께균일성과 제조비용의 관점에서, 석영유리기판은 이미 시판되고 있는 합성석영유리웨이퍼의 규격품을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 반도체용의 합성석영유리웨이퍼를 이용하는 경우, 두께 0.7mm, 1.2mm, 3mm 등등, 복수의 두께의 합성석영유리기판이 있다. 또한, 마스크블랭크스용 석영유리기판을 이용하는 경우, 6.35mm의 기판 등 복수종 기판이 있다. 한편, 상기 막두께의 석영유리기판을 더욱 연마함으로써, 다소 막두께를 얇게 조정하여 사용하는 것은 용이하다. 이재대상인 미소구조체의 크기와 수로부터 결정되는 스탬프부품면의 단변이 대략 7mm 이상인 경우에는, 합성석영유리기판의 막두께가 대략 7mm 이하이면, 면방향에 대한 두께방향의 애스펙트비가 1을 하회하는 형상이 되고, 스탬프헤드유닛에 부착했을 때에 안정된 부착이 가능해진다. 마찬가지로, 더욱 작은 스탬프의 경우에는, 면방향에 대한 두께방향의 애스펙트비가 1을 하회하도록 합성석영유리의 두께를 고르면 된다.
스탬프부품(13)의 사이즈로서, 대략 사방 수10mm~사방 100mm 정도가 실용적이다. 석영유리기판(6)의 실용적인 두께는 스탬프부품(13)의 사이즈(크기, 높이), 미소구조체에의 압압력 등에도 의존하기 때문에 적합한 두께의 석영유리기판을 선택하는 것이 중요하며, 형편에 따라 적합한 것을 고르면 된다.
다음에 석영유리의 균질성에서 유래하는 합성석영유리기판의 저열팽창률의 효과에 대하여 설명한다.
실리콘계 고무막(7)을 형성하려면, 통상 막형성 후에 히터, 적외선조사 등으로 열경화시키거나, 혹은, UV경화시키거나 하여 고무막으로 한다. 열경화의 경우에는 석영유리의 균질성이 중요하다. 석영유리가 균질이면, 열팽창계수가 어느 장소에서도 일정해지고, 열경화 후의 석영유리기판과 실리콘계 고무막의 계면의 응력변형을 저감할 수 있다. 어느 고무막화방법에 있어서도, 해당 용도에 대하여 합성석영유리가 가장 적합하다. 균질한 고무막을 형성할 수 있으면, 평판의 실리콘계 고무막스탬프의 경우이면 장소에 따른 응력변형을 저감할 수 있으므로, 실리콘계 고무막의 어디에서 미소구조체를 잡아도 균질한 택력을 얻을 수 있다. 게다가, 후술의 볼록형형상돌기를 복수 이상 갖는 스탬프를 형성하는 경우에는, 볼록형형상돌기의 위치어긋남을 최소한으로 할 수 있다. 그것은, 이재동작을 연속하여 행하는 경우에 이재위치어긋남을 최소한으로 억제할 수 있는 것을 의미한다.
합성석영유리의 열팽창계율은, 6.5E-7/℃(0~1,000℃, 소다라임유리는 약 31E-7/℃(0~300℃), 알칼리프리유리의 경우 약 33E-7(20~300℃)이다. 따라서, 합성석영유리는 다른 유리에 비해 적어도 대략 1/5의 열팽창률을 갖고 있으며, 합성석영유리를 석영유리기판(6)으로서 이용하는 것이 가장 바람직하다.
석영유리기판(6)을 이용하는 또 다른 이유는, 실리콘계 고무막을 UV경화할 수 있는 점에 있다. 특히, 합성석영유리의 광의 투과율은, UV경화에 사용하는 파장 대략 190nm~대략 400nm의 UV광에 대하여, 90% 이상의 투과율을 가진다. 합성석영유리기판의 UV광투과율 및 그 면내분포의 균일성은 다른 석영유리에 비해 가장 우수하며, 석영유리기판측으로부터 UV광을 조사해도 실리콘계 고무막을 균일하게 UV경화할 수 있다. UV경화를 이용하면, 열경화에 비해 경화에 의한 수축을 대폭 저감할 수 있다는 메리트도 얻어진다. 이와 같이, 합성석영유리기판을 이용하면, 실리콘계 고무막측, 석영유리기판측의 어느 쪽에서도 UV경화가 가능해진다. 한편, UV경화에 이용하는 광의 최적파장은, 엄밀하게는 실리콘계 고무막(7)의 재료조성에 의존하는데, 실용적으로는 365nm의 i선고압수은램프, 레이저다이오드 등을 이용하면 된다.
이상과 같이, 열경화, UV경화의 어느 방법으로 만드는 경우에 있어서도, 합성석영유리기판을 이용함으로써, 다른 석영유리에 비해 실리콘계 고무막의 스탬프를 고정밀도로, 또한, 균질하게 만들 수 있다.
스탬프부품 유지부품(1)의 재료로서, SUS, Cu 등의 금속을 이용해도 된다. 석영유리기판(6)을 진공흡인하는 것을 고려하면, 금속보다 표면이 소프트한 수지를 이용하면 더욱 좋다. 예를 들어, 폴리이미드 수지, 불소 수지, 폴리옥시메틸렌 등의 폴리아세탈 수지, 고밀도 또는 초고분자 폴리에틸렌 수지, PEEK 수지 등의 소위 엔지니어링플라스틱 혹은 수퍼엔지니어링플라스틱을 이용할 수 있다.
관상 부품(4)의 재료로는, SUS 등의 금속재료를 이용하면 좋다. 원래 관상 배관으로서 이용된 단면이 둥근 배관을 이용할 수도 있고, 원통 또는 다각형의 벌크재료에 구멍뚫는 가공을 하여 이용할 수도 있다.
한편, 본 실시형태에 있어서, 석영유리기판은 직사각형형상의 예를 나타내고 있는데, 원형상, 혹은, 다각형형상일 수도 있다. 예를 들어, 원형상의 석영유리기판의 경우, 대략 사방 70mm 이하의 스탬프면이 필요한 경우, 4인치(직경 100mm)의 석영유리기판 상에 실리콘계 고무막을 원하는 형상으로 형성하면 된다. 예를 들어, 대략 사방 70mm 이하~100mm 이하의 스탬프면이 필요한 경우, 6인치 웨이퍼(직경 150mm)를 그대로 사용하는 것도 가능하다. 이에 맞추어, 스탬프부품 유지면도 원형, 혹은, 다각형형상으로 하는 것도 좋다.
본 발명에 있어서, 미소구조체란 넓은 의미로는 대략 수mm 이하의 미소물체를 의미한다. 구체적으로는, IC칩, IC 및 LSI를 복합실장한 1차원 내지 3차원의 패키지, 발광다이오드(LED) 등의 무기 혹은 유기의 반도체로 이루어지는 소자, 저항, 커패시터, 코일 등 전기회로소자가 미소구조체의 대상이며, 통상의 칩본더에서는 취급할 수 없는 사이즈의 소자가 대상이 된다. 특히, LED의 경우, 수100μm 이하 사이즈의 소자에의 니즈가 높아지고 있다.
상기 미소구조체가 LED인 경우, 단변이 100μm 이상~수100μm의 LED의 소위 미니LED의 경우, 현재 LED의 높이는 100μm 내지 130μm인 것이 입수가능하다. 단변이 100μm 미만, 더 나아가, 50μm 이하인 소위 마이크로LED의 경우에는 사파이어기판층이 제거되고, 두께 6μm로 되고 있다. 이러한 경우, 스탬프부품(13)의 미소구조체와 접착하는 면부의 면내불균일은, LED의 두께(높이)의 대략 수배 정도인 것이 바람직하다.
나아가, 전기·전자회로소자 이외에도 직접 진공흡인에 의해 잡을 수 없는 미소물체는, 본 발명의 미소구조체 이재장치를 이용하여, 임의의 이재·조립이 가능하며, 본 발명의 이재대상인 미소구조체가 된다.
실리콘계 고무막의 내구성은 무한이 아니며, 수만회의 이재동작으로 성능이 저하되므로, 교환작업이 필요해진다. 종래예의 설명 중에서의 계산으로는, 28시간에 1스탬프부품의 교환이 필요해진다. 종래기술의 경우, 이 교환작업 자체에 시간이 걸리고, 교환 후의 위치확인, 티칭작업 등의 시간을 포함하면, 양산에 있어서는 매우 큰 타임로스가 된다. 그러나, 본 발명의 스탬프헤드유닛을 이용하면, 스탬프부품(13)(6&7)을 진공흡인의 ON/OFF전환으로, 간단히 취급할 수 있다.
(실시형태 2)
도 2는, 본 발명의 제2의 실시형태에 있어서의 스탬프헤드유닛(200)의 구성도를 나타내는 것이다.
도 2에 있어서, 1은 스탬프부품 유지부품, 2는 진공흡인구멍이며, 3은 스탬프부품 유지표면, 4는 관상 부품, 5는 배기흡인구멍이다. 6은 석영유리기판, 7은 실리콘계 고무막이며, 스탬프부품(13)을 구성하고 있다. 도 2(a)는, 스탬프헤드유닛의 단면도이며, 도 2(b)는, 도 2(a)의 스탬프헤드유닛을 아래에서 본 평면도이다. 한편, 도 2(b)에 있어서, 진공흡착구멍(2)을 알기 쉽게 하기 위해, 석영유리기판(6)과 실리콘계 고무막(7)은 도시하지 않았다.
본 발명의 제2의 실시형태와 본 발명의 제1의 실시형태와 상이한 부분은, 진공흡인구멍(2)이 하나가 아니라 복수 마련되어 있는 점이다. 본 발명의 제2의 실시형태에서는, 관상 부품(4)의 배기흡인구멍(5)으로 이어지는 복수의 작은 진공흡인구멍(2)으로 분할되어 있다. 도 2(b)에서는, 8×6의 매트릭스상으로 레이아웃되어 있다. 이와 같이 복수의 작은 스팟에서 석영유리기판(6)을 진공흡인함으로써, 진공흡인압력에 의해 흡인부의 석영유리기판이 미소하게 변형되는 것을 방지할 수 있다. 진공흡인압력은, 도시하지 않은 진공흡인장치의 흡인능력과 진공흡인구멍(2)의 구멍의 사이즈에 따라 결정되는 컨덕턴스로 대략 결정되므로, 석영유리기판(6)이 변형되지 않는 범위에서, 양방을 최적화하여 이용하면 된다.
한편, 진공흡인구멍(2)의 수와 레이아웃은, 사용하는 스탬프부품(13)(6&7)의 사이즈에 따라 자유롭게 최적화하면 된다.
이와 같이 본 발명의 제2의 실시형태의 스탬프헤드유닛을 이용하면, 진공흡인구멍(2)의 크기와 레이아웃을 최적화함으로써, 실용적인 대략 0.5mm 이상의 두께의 석영유리기판에 있어서, 석영유리기판의 진공흡인구멍 위치에서의 국소적 미소변형을 발생하는 일 없이 스탬프부품(13)의 진공흡인이 가능해진다. 또한, 석영유리기판(6) 상에 적어도 실리콘계 고무막(7)을 구비한 스탬프부품(13)을 진공흡인의 ON/OFF동작만으로 간편하게 탈착할 수 있으므로, 단시간에 간단히 스탬프부품(13)을 교환할 수 있다. 또한, 복수의 진공흡인구로 유지하면, 보다 안정적으로 스탬프부품(13)을 유지부품으로 고정하여 유지할 수 있다.
한편, 석영유리기판두께가 0.5mm 이하여도, 진공흡인구멍(2)의 크기와 레이아웃의 최적화에 의해 석영유리기판의 진공흡인구멍위치에서의 국소적 미소변형을 발생하는 일 없이 스탬프부품(13)의 진공흡인을 할 수 있도록 조정할 수 있다.
또한, 진공흡인구멍(2)의 레이아웃의 배치범위를 약간 작게 만들어두면, 개발단계에서 다양한 크기의 스탬프부품(13)을 교체하여 사용하는 경우에도 편리하다.
(실시형태 3)
도 3은, 본 발명의 제3의 실시형태에 있어서의 스탬프헤드유닛(300)의 구성도를 나타내는 것이다. 도 3(a)는, 스탬프헤드유닛의 단면도이며, 도 3(b)는, 도 3(a)의 스탬프헤드유닛을 아래에서 본 평면도이다. 한편, 도 3(b)에 있어서, 석영유리기판(6)과 실리콘계 고무막(7)은 도시하지 않았다.
본 발명의 제3의 실시형태와 본 발명의 제1의 실시형태와 상이한 부분은, 제1의 실시형태의 진공흡인구멍(2)이, 이어진 홈구조(8)로 되어 있는 점이다.
3’는, 스탬프부품 유지표면(3)의 일부로, 홈구조(8)를 만듦으로써 섬형상으로 남은 부분이다. 이러한 구조로 하면, 스탬프부품 유지표면(3)과 스탬프부품 유지표면(3)의 일부(3’)에서 평면도를 유지하면서, 석영유리기판(6)을 진공흡인할 수 있다. 도 3에 있어서 홈의 폭은 도시의 형편상 크게 그려져 있는데, 진공흡착할 때의 흡인압력이 얻어지고, 또한, 진공흡인압력으로 0.5mm 두께의 석영유리기판이어도 흡인홈위치에서 미소변형하지 않도록 홈의 폭, 홈의 수, 홈의 총면적을 설계하면 된다.
이와 같이 본 발명의 제3의 실시형태의 스탬프헤드유닛(300)을 이용하면, 진공흡인구멍(2)의 홈구조를 최적화함으로써, 이재동작에 필요한 충분한 흡인력과 석영유리기판에 변형을 발생시키지 않는 진공흡인이 가능해진다. 또한, 석영유리기판(6) 상에 적어도 실리콘계 고무막(7)을 구비한 스탬프부품(13)을 진공흡인의 ON/OFF동작만으로 간편하게 탈착할 수 있으므로, 단시간에 간단히 교환할 수 있다. 또한, 안정적으로 스탬프부품(13)을 유지할 수 있는 이점도 있다.
한편, 석영유리기판두께가 0.5mm 이하여도, 홈구조의 최적화에 의해 석영유리기판의 진공흡인구멍위치에서의 국소적 미소변형을 발생하는 일 없이 스탬프부품(13)의 진공흡인을 할 수 있도록 조정할 수 있다.
또한, 진공흡인구멍(2)의 레이아웃의 배치치수를 약간 작게 만들어두면, 개발단계에서 다양한 크기의 스탬프부품(13)을 교체하여 사용하는 경우에도 편리하다.
(실시형태 4)
도 4는, 본 발명의 제4의 실시형태의 스탬프헤드유닛(400)의 구성도를 나타내는 것이다. 도 4(a)는, 스탬프헤드유닛의 단면도이며, 도 4(b)는, 도 4(a)의 스탬프헤드유닛을 아래에서 본 평면도이다. 도 4에 있어서, 9는 볼록형형상돌기이며, 본 제4의 실시형태에서는, 실리콘계 고무막이 볼록형형상돌기(9)를 구비한 예를 나타내고 있다. 볼록형형상돌기란, Z축에 평행한 단면형상이 볼록형형상을 갖는 돌기를 의미한다.
10은 볼록구조부이며, 스탬프부품 유지면(3)에 마련되어 있다.
본 발명의 제4의 실시형태와 본 발명의 제1의 실시형태와 상이한 부분은, 볼록형형상돌기(9)를 구비한 실리콘계 고무막(7)과, 스탬프부품 유지표면(3)의 볼록구조부(10)이다.
이하, 제1의 실시형태와 상이한 부분에 대하여, 그 기능과 효과를 설명한다.
볼록구조부(10)는, 본 발명의 실시형태의 스탬프헤드유닛(400)과 스탬프부품(13)의 X, Y, θ의 얼라이먼트를 취하기 위한 기구이다. 도 4에 있어서는, X방향과 Y방향으로 볼록구조가 형성되고, 직사각형단면을 가진 사례를 나타내고 있다. X, Y방향에 볼록구조부(10)가 직교한 측면을 가진 상태로 결합하고 있다. 도 4(b)에 나타난 바와 같이, 직사각형형상의 석영유리기판(6)을 이용하면, 볼록구조부(10)의 직교부분에 석영유리기판의 정점을 맞춤으로써, 용이하게 X, Y, θ의 얼라이먼트를 할 수 있다. 더욱 실용적으로는, 본 발명의 실시형태의 스탬프헤드유닛(400)을 부착한 미소구조체 이재기의 측에서 추가로 파인얼라이먼트를 취함으로써, 고정밀도의 조정이 가능해진다.
이와 같이 본 발명의 제4의 실시형태의 스탬프헤드유닛(400)을 이용하면, 스탬프부품(13)의 부착에 있어서, 용이하게 X, Y, θ의 조얼라이먼트가 취해진다. 그 결과, 석영유리기판(6) 상에 적어도 실리콘계 고무막(7)을 구비한 스탬프부품(13)을 진공흡인의 ON/OFF동작만으로 간편하게 탈착할 수 있을 뿐만 아니라, X, Y, θ의 조얼라이먼트를 간단히 행하면서, 단시간에 간편하게 스탬프부품(13)을 교환할 수 있다. 본 발명의 제4의 실시형태의 스탬프헤드유닛(400)은, 특히, 사람이 손으로 스탬프부품(13)을 교환하는 경우에 유용하다.
한편, X방향과 Y방향의 볼록구조부는, 반드시 결합하고 있을 필요는 없고, 분리되어 있을 수도 있다.
본 실시형태에 있어서, 석영유리기판은 직사각형형상의 예를 나타내고 있는데, 원형상, 혹은, 다각형형상일 수도 있다. 원형상의 경우는, 석영유리웨이퍼기판의 패싯 또는 노치를 사용하여 얼라이먼트를 취할 수 있도록, 볼록구조부(10)를 구성하면 된다.
한편, 볼록형형상부의 단면형상은 반드시 직사각형일 필요는 없으나, 볼록형형상부(9)는 적어도 석영유리기판과의 접하는 면이, 스탬프부품 유지면(3)에 대략 수직이면 바람직하다. 또한, 볼록형 구조부(10)의 높이는, 석영유리기판(6)의 높이와 동일할 수도 있는데, 대략 1/2~2/3 정도가 바람직하다.
다음에, 볼록형형상돌기(9)를 갖는 실리콘계 고무막(7)을 이용하면, 실제로 미소구조체 이재기에 장착하여 미소간격으로 밀집하여 배치된 미소구조체를 접착하여 잡으러 가는 경우, 혹은, 움켜잡은 미소구조체를 밀집하여 재배치하는 경우에, 인접하는 미소구조체와 실리콘계 고무막(7)의 불필요한 접촉을 없앨 수 있다.
실리콘계 고무막(7)이 볼록형형상돌기(9)를 갖는 것은, 공급기판에 배치고정된 LED 등의 미소구조체를 선택적으로 접착하여, 이재하는 것을 의도하고 있다. 이 경우, 볼록형형상돌기의 높이 이하의 압입량 이하로 하지 않으면, 선택적 접착·이재를 실현할 수 없다. 따라서, 가령 볼록형형상돌기의 높이가 100μm라고 하면, 그 높이의 80%(80μm), 경우에 따라서는 50%(50μm)가 그 스탬프부품(13)의 최대압입가능량이 된다. 예를 들어, 추가압입량이 5μm~10μm 정도이면 합계의 압입량은, 29μm~34μm이면 되고, 100μm의 높이의 볼록형형상돌기로 충분히 대응가능하다. 또한, 50μm의 높이의 볼록형형상돌기여도 대응가능하다.
스탬프부품(13)의 압입량의 허용량을 높이기 위한 하나의 방법은, 돌기의 높이를 높히는 것이다. 또한, 다른 하나의 방법은, 스탬프부품(13)의 미소구조체와 접착하는 면부의 면내불균일(합성석영유리와 볼록형형상돌기의 합계막두께불균일)을 작게 하는 것이다. 물론, 사용하는 측에서 본다면 후자가 바람직하다. 따라서, 예를 들어 6μm의 높이의 LED에 대해서는, 스탬프부품(13)의 미소구조체와 접착하는 면부의 면내불균일은 LED높이의 2배의 12μm이면 되고, 1배의 6μm이면 더욱 바람직하다. 한편, 이러한 면내불균일의 스탬프부품(13)이면, 미니LED의 이재에도 대응할 수 있는 것은 자명하다.
한편, 스탬프부품(13)의 미소구조체와 접착하는 면부의 면내불균일이란, 상기 합성석영유리기판과 상기 실리콘계 고무막의 미소구조체와 접착하는 면부의 합계막두께불균일을 의미한다. 또한, 상기 실리콘계 고무막(7)의 미소구조체와 접착하는 면부란, 볼록형형상돌기(9)의 면을 의미한다.
볼록형형상돌기(9)와 미소구조체의 접착력이 수취기판과 미소구조체의 접착력의 차를 충분히 취할 수 있도록 수취기판측의 접착재료가 구성되어 있는 경우, 볼록형형상돌기(9)가 보다 안정적으로 미소구조체를 움켜잡기 위해서는, 볼록형형상돌기(9)의 미소구조체에 접하는 면(접촉면)이 미소구조체보다도 약간 큰 사이즈로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 미소구조체의 상면사이즈가 약 10μm~100μm라고 하면, 볼록형형상돌기(9)의 접촉면은, 임의의 방향으로 적어도 미소구조체의 폭의 10% 정도 이상 큰 폭으로 설계해두면 좋다. 한편, 이재장치의 스탬프헤드유닛 이동정밀도보다도 큰 편이 바람직하다.
볼록형형상돌기(9)의 높이는 미소구조체의 크기에도 의존하는데, 미소구조체의 높이의 대략 수배~대략 15배 정도 중에서, 최적의 높이로 조정하면 된다. 예를 들어 미소구조체의 높이가 6μm의 높이이면, 볼록형형상돌기(9)의 높이를 약 12μm~약 100μm로 하면 된다. 한편, 볼록형형상돌기 이외의 실리콘계 고무막(7)부분의 막두께는, 사용하는 실리콘계 고무막의 재료특성과 미소구조체의 크기에 따라 최적화하면 된다.
한편, 볼록형형상돌기(9)의 미소구조체와의 접촉면은 대략 평탄한 면이면 된다.
단, 미소구조체가 큰 경우에, 볼록형형상돌기(9)와 미소구조체의 접착력이 충분히 얻어지는 경우는, 미소구조체의 면보다도 볼록형형상돌기의 접착면이 작게 구성되어 있어도 된다.
한편, 본 제4의 실시형태에 있어서는, 스탬프부품교환시의 얼라이먼트용의 볼록구조(10)와, 볼록형형상돌기(9)를 하나의 도면에 정리하여 실시형태로 하였으나, 볼록구조부(10)와 볼록형형상돌기(9)의 효과는 각각 독립적으로 작용·기능하는 것이다.
(실시형태 5)
도 5는, 본 발명의 제5의 실시형태에 있어서의 스탬프헤드유닛(500)의 구성도를 나타내는 것이다. 도 5(a)는, 스탬프헤드유닛의 단면도이며, 도 5(b)는, 도 5(a)의 스탬프헤드유닛을 아래에서 본 평면도이다. 6’는, 패싯이며, 도 5(b)를 위에서 봤을 때에 석영유리기판(6)의 직사각형면의 좌상의 정점에 마련되어 있다.
본 발명의 제5의 실시형태와 제4의 실시형태의 차이는 패싯의 유무뿐이다. 패싯(6’)의 위치를 도 5(b)와 같이 맞추는 것만으로 θ방향의 회전대상의 방향에 부착오류가 발생하는 일이 없어진다. 그 결과, 교환작업이 더욱 효율이 높아진다.
한편, 본 실시형태에 있어서, 석영유리기판은 직사각형형상의 예를 나타내고 있는데, 원형상, 혹은, 다각형형상일 수도 있다. 특히, 원형상의 경우는, 석영유리웨이퍼기판의 패싯 또는 노치를 사용하여 얼라이먼트를 취할 수 있도록, 볼록구조부(10)를 구성하면 된다.
(실시형태 6: 이재장치)
도 6은, 본 발명의 제6의 실시형태에 있어서의 미소구조체 이재장치(110)의 동작부분의 개략구성도를 나타내는 것이다. 도 6(a)는, 사람손으로 스탬프부품(13)을 교환하는 경우, 도 6(b)는 이재장치가 자동으로 스탬프부품(13)을 교환하는 경우의 개략구성도를 나타내고 있다.
도 6에 있어서, 11은 스탬프헤드가동부이다. 12는 스탬프부품 유지부품(1)과 관상 부품(4)으로 이루어지는 스탬프부품유지부이며, 13은 석영유리기판(6)과 적어도 실리콘계 고무막(7)으로 이루어지는 스탬프부품(13)이며, 전체로서 본 발명의 스탬프헤드유닛을 나타내고 있다. 스탬프부품유지부(12)는, 스탬프헤드가동부에 접속되어 있다. 14는 미소구조체, 15는 미소구조체를 공급하는 공급기판, 16은 공급기판스테이지이다. 미소구조체(14)는 공급기판(15) 상에 배치되어 가고정되어 있다. 17은 수취기판이며, 18은 수취기판스테이지이다. 19는 스탬프부품교환스테이지이며, 20은 스탬프부품홀더이다. 한편, 도시하지 않은 미소구조체 이재장치, 혹은, 그 부속기기로서, 진공흡인장치를 구비하고 있다. 진공배관은 스탬프부품유지부(12)에 접속되어 있고, 진공배기의 ON/OFF로 전환이 가능한 구성으로 되어 있다.
도 6은, 어디까지나 기본동작을 설명하기 위한 개략도이며, 최소한의 구성요소를 도시한 것이다. 도 6을 이용하여, 미소구조체의 이재동작에 대하여, 간단히 설명한다.
도 6(a)를 이용하여, 사람손으로 스탬프부품(13)을 교환하는 경우에 대하여 설명한다.
도 6 중의 (#), #=1,2,3···은, 동작의 시퀀스번호를 나타내고 있다.
우선, (1)스탬프헤드가동부(11)를 스탬프부품(13)교환위치(A)로 이동하고, 스탬프부품(13)을 손으로 스탬프부품유지부(12)에 가져가고, 진공을 ON으로 하여 장착고정한다. (2)스탬프헤드가동부(11)를 공급기판스테이지(16)가 있는 위치(B)의 원하는 위치로 이동한다. (3)스탬프헤드가동부(11)를 하강시키고 공급기판(15) 상에 배치되어 가고정된 원하는 미소구조체(14)에 스탬프부품(13)을 압압한다. (4)스탬프부품(13)으로 미소구조체(14)를 움켜잡고, 스탬프헤드가동부(11)를 상승시킨다. (5)그 상태를 유지하여 스탬프헤드가동부(11)를 수취기판스테이지(18)가 있는 위치(C)로 이동한다. (6)스탬프헤드가동부(11)를 강하시켜 수취기판(17) 상의 원하는 위치에 미소구조체(14)를 압압한다. (7)미소구조체(14)를 수취기판(17)에 수취시키고, 스탬프헤드가동부(11)를 상승시킨다. (8)스탬프헤드가동부(11)를 위치(B)로 되돌린다. (3)~(8)의 일련의 미소구조체 이재동작을 반복하여 행하고, 원하는 이재동작을 완료한다.
이재동작(4)에 있어서 공급기판(15)으로부터 미소구조체(14)를 접착하여 움켜잡기 위해서는, 미소구조체(14)가 가고정되어 있는 공급기판표면의 접착강도로부터, 스탬프부품(13)의 실리콘계 고무막의 접착력, 즉, 「점착력+택력」이 강한 상태로 설정해두면 된다. 또한, 이재동작(7)에 있어서 미소구조체(14)를 수취기판에 수취시키기 위해서는, 스탬프부품(13)의 실리콘계 고무막의 접착력보다도 수취기판표면의 접착강도를 강하게 설정해두면 된다. 한편, 이와 같이 접착력만으로 스탬프를 사용한 이재동작은 가능한데, 예를 들어, 공급기판이면으로부터 공급기판(15)의 표면과 미소구조체(14)의 계면에 레이저광을 조사하고, 공급기판(15)의 최표면층을 조성파괴하여 공급기판표면의 접착력을 선택적으로 없애는 방법 등, 다른 방법을 이용할 수도 있다.
상기와 같이 이재동작의 횟수를 거듭하면, 언젠가는 스탬프의 점착력과 택력이 이재동작에 필요한 접착력보다도 저하된다. 따라서, 스탬프의 접착력의 수명한계에 도달하기 전에, (9)스탬프헤드가동부(11)를 스탬프부품교환위치에 이동하고, 진공을 OFF로 하여 사용완료의 스탬프부품(13)을 수동으로 분리한다. 그 후 동작(1)에 의해 새로운 스탬프부품(13)을 부착하고, 다음의 이재동작을 행하게 된다. 그 때, 본 발명의 스탬프헤드유닛을 이용하면, 상기에 설명한 바와 같이, 진공의 ON/OFF만으로 간단히 교환가능하며, 단시간의 스탬프부품(13)의 교환이 가능해진다. 한편, 본 발명의 실시형태 4에 나타낸 스탬프헤드유닛을 이용하면, 손으로 부착함에도 불구하고, 매회 상당한 정밀도로, X, Y, θ의 조얼라이먼트가 실현된다.
다음에, 도 6(b)를 이용하여, 이재장치가 자동으로 스탬프부품(13)을 교환하는 경우에 대하여 설명한다.
도 6(a)의 수동의 경우와 상이한 것은, 도 6(b)의 동작(11)과 (12)의 부분이다. 스탬프부품(13)의 자동교환동작은, 다음과 같이 실행할 수 있다.
스탬프부품의 장착동작: (11)스탬프헤드가동부(11)를 스탬프부품교환위치(A)에 이동한 후, 스탬프헤드가동부(11)를 하강한다. 스탬프부품유지부(12)의 스탬프부품 유지부품(1)의 표면이 스탬프부품(13)의 석영유리기판표면에 접촉하지 않은 상태로, 또한, 가능한 한 가까운 거리까지 스탬프헤드가동부(11)를 이동시킨 상태로, 진공을 ON으로 하면, 스탬프부품(13)은 스탬프부품유지부(12)의 스탬프부품 유지부품(1)의 표면에 진공흡인되어 고정된다. 그 후, (12)스탬프헤드가동부(11)를 상승시킨다. 이와 같이 하여, 스탬프부품(13)의 자동교환작업을 실현할 수 있다. 한편, 스탬프부품(13)은, 스탬프부품교환스테이지(19) 상의 스탬프부품홀더(20) 상에 석영유리기판표면이 위가 되도록 사전에 유지해두면 된다.
사용 후의 스탬프부품의 이탈동작: 사용 후의 스탬프부품(13)을 스탬프부품유지부(12)에 장착한 상태로부터의 스탬프교환동작을 시키는 경우, 도시하지 않은 위치(A, B, C) 이외의 별도로 마련된 폐기장소에 스탬프헤드가동부(11)를 이동하고, 진공을 OFF로 하면, 스탬프부품(13)은 분리되어, 제거할 수 있다. 그 때, 스탬프가 분리된 후에, 스탬프부품 유지부품의 표면을 알코올 등의 웨트세정 혹은 드라이에어 또는 드라이질소에 의한 드라이세정을 행하면 더욱 좋다.
스탬프부품(13)을 장착할 때의 스탬프부품유지부(12)를 스탬프부품(13)에 접근시키는 동작은, 다음과 같이 2스텝 동작으로 행하면 더욱 좋다.
(제1 스텝) 스탬프부품유지부(12)를 크게 하강시키는 조동작
(제2 스텝) 스탬프부품 유지부품(1)의 표면이 스탬프부품(13)의 석영유리기판표면에 접촉하지 않은 상태로, 또한, 가능한 한 가까운 거리까지 스탬프헤드가동부(11)를 이동시킨 상태까지 접근시키는 고정밀도이동동작
이와 같이 하면 스탬프부품(13)에의 오접촉이나 스탬프부품(13)의 파단을 방지할 수 있고, 안전성이 향상된다. 또한, 제2 스텝의 고정밀도이동동작은, 스탬프헤드가동부(11)측에서 행할 수도 있는데, 스탬프부품교환스테이지(19)측에서 행할 수도 있다. 또한, 보다 고정밀도의 접근동작을 실현하기 위해서는, 스탬프부품 유지부품의 표면과 스탬프부품(13)의 석영유리기판표면과의 거리를 계측하는 센서를 구비해두는 것이 바람직하다. 예를 들어, 용량센서나 상기 양 표면의 간극을 통과하는 레이저의 차단상황에서 접근상태를 관측하는 레이저센서, 화상센서 등을 이용하면 된다.
상기와 같이 구성된 미소구조체 이재장치(110)를 이용하여, 미소구조체로서 LED를 이재하면, LED디스플레이패널을 제조할 수 있다. 즉, 본 발명의 미소구조체 이재장치를 이용하여, 수취기판 상에 LED를 디스플레이의 화소위치가 되도록 원하는 LED를 이재하고, 배치고정함으로써, 디스플레이의 전체화소 혹은 일부의 화소에어리어의 디스플레이패널을 제조할 수 있다. LED 대신에, IC칩, IC 및 LSI를 복합실장한 1차원 내지 3차원의 패키지, 무기 혹은 유기의 반도체로 이루어지는 각종 기능소자, 저항, 커패시터, 코일 등 전기회로소자, 각종 미소센서소자 등의 미소구조체를 본 발명의 미소구조체 이재방법에 따라 이재하면, 그들 각종 기능소자를 조합한 새로운 제품을 제조할 수 있다.
(실시형태 7)
도 7은, 본 발명의 제7의 실시형태에 있어서의 얼라이먼트마크를 구비한 스탬프부품의 설명도이다.
도 7(a)는 제1의 사례의 스탬프부품(13)의 단면도를 나타내고 있다. 도 7(b)는, 제1의 사례의 스탬프부품(13)을 아래에서 본 평면도이다. 도 7(c)는 제2의 사례의 스탬프부품(13)의 단면도를 나타내고 있다. 도 7(d)는, 제2의 사례의 스탬프부품(13)을 아래에서 본 평면도이다. 도 7(e)는, 얼라이먼트마크패턴의 형상예를 나타내고 있다.
도 7에 있어서, 21은 석영유리기판, 22는 실리콘계 고무막이다. 23은 실리콘계 고무막의 표면에 형성된 볼록형형상돌기이며, 미소구조체를 이재하는 스탬프부위이다. 25는, 볼록형형상돌기(스탬프부위)(23)의 레이아웃된 영역을 나타내고 있다. 도 7(a)의 24는 실리콘계 고무막(22)의 표면에 형성된 볼록형형상돌기이며, 얼라이먼트마크패턴이다. 도 7(c)(d)의 26은 실리콘계 고무막(22)의 내부에 형성된 오목형상홈이며, 얼라이먼트마크패턴이다.
도 7의 (a)와 (b)는, 볼록형의 얼라이먼트마크가 대각선(일점쇄선으로 나타나 있다) 상에 형성되어 있는 제1의 사례를 나타내고 있다. 얼라이먼트마크패턴(24)은, 볼록형형상돌기(23)의 레이아웃된 영역(25)의 외측에 형성되어 있다. 볼록형형상의 얼라이먼트마크를 사용하는 경우, 얼라이먼트마크패턴(24)의 볼록형형상돌기의 높이는, 스탬프영역(25)의 볼록형형상돌기의 높이보다 낮게 해두는 것이 바람직하다. 그 차는, 볼록형형상돌기(23)가 미소구조체의 상부에 접촉되고 나서 압입하는 거리보다도 크게 취할 필요가 있다. 한편, 이 사례에서는, 얼라이먼트마크패턴에 환형형상을 사용하고 있는데, 직사각형, 십자형이어도 되고, 얼라이먼트마크를 인식하는 장치가 위치정보를 정확히 판독할 수 있는 형상이면 어느 것이나 된다.
도 7의 (c)와 (d)는, 오목형상홈의 얼라이먼트마크패턴(26)이 직교십자선(일점쇄선으로 나타나 있다) 상에 형성되어 있는 제2의 사례를 나타내고 있다. 이 경우도, 얼라이먼트마크패턴(26)은, 볼록형형상돌기(23)의 레이아웃된 영역(25)의 외측에 형성되어 있다. 한편, 이 사례에서는, 얼라이먼트마크에 정사각형형상을 사용하고 있는데, 환형, 장방형, 십자형이어도 되고, 얼라이먼트마크를 인식하는 장치가 위치정보를 정확히 판독할 수 있는 형상이면 어느 것이나 된다.
도 7(e)에 나타낸 바와 같이, 얼라이먼트마크의 형상은, 환형형상(27), 정사각형형상(28), 십자형상(29) 등을 이용하면 된다. 얼라이먼트마크패턴(25)의 크기는, 그것을 검출하는 시스템의 성능에 맞추면 된다. 예를 들어 화상인식이면 대략 100μm 정도의 크기이면 충분히 고정밀도로 인식할 수 있다.
한편, 얼라이먼트마크위치는 반드시 대각선상, 십자선상에 배치할 필요는 없고 각각의 위치좌표를 알고 있으면, 이재장치의 컴퓨터처리로 대응할 수 있다. 절대위치는, 장치의 특정의 장소를 결정하고, 동작 전에 원점도출을 해두면 된다. 또한, 최저 2개이면 스탬프부품(13)의 X, Y, θ의 얼라이먼트가 가능해지므로, 얼라이먼트마크의 수는 적어도 2개소 이상 필요하다. 한편, 얼라이먼트정밀도를 높이기 위해서는, 얼라이먼트마크는 가능한 한 떨어진 장소에 배치하는 것이 바람직하다.
이 스탬프부품(13)을 장착한 본 발명의 스탬프헤드유닛을 상기 얼라이먼트마크패턴 미소구조체 이재장치에 탑재하여 사용하면, 스탬프부품(13)의 얼라이먼트마크의 위치정보와 공급기판 상의 얼라이먼트마크의 위치인식정보와 연동하여, 볼록형형상돌기(23)와 공급기판 상의 미소구조체의 위치맞춤이 가능해진다. 마찬가지로, 스탬프부품(13)의 얼라이먼트마크의 위치정보와 수취기판 상의 얼라이먼트마크의 위치인식정보와 연동하여, 스탬프부위(23)와 수취기판 상의 미소구조체의 위치맞춤이 가능해진다. 또한, 도 6(b)와 같이 스탬프부품(13)을 미소구조체 이재장치로 자동교환할 때에, 상기 얼라이먼트마크를 이용함으로써, 매회 스탬프부품유지부(12)(엄밀하게는, 스탬프부품 유지부품(1)의 스탬프부품 유지표면(3))의 거의 동일한 장소에 스탬프부품(13)을 부착할 수 있다.
이와 같이, 미소구조체 이재장치(110)에, 실리콘계 고무막(22)에 얼라이먼트마크를 구비한 스탬프부품(13)을 구비한 스탬프헤드유닛을 이용하면, 고정밀도로 미소구조체의 이재가 가능해진다.
이상과 같이, 본 발명의 얼라이먼트마크부착 스탬프부품을 이용한 본 발명의 스탬프헤드유닛을 탑재함으로써, 고위치정밀도를 구비한 미소구조체 이재장치가 실현된다.
이재장치는 전용의 장치이면 가장 바람직한데, 적어도 공급스테이지, 수취스테이지, X, Y, Z, θ(Z축을 주축으로 하는 회전좌표)에 이동동작가능한 스탬프헤드, 스탬프헤드에 부착하는 스탬프헤드유닛, 스탬프부품(13)을 진공흡인하기 위한 진공흡인기구, 얼라이먼트마크인식장치와 스탬프헤드이동제어장치를 구비하고 있는 장치이면 된다. 예를 들어, 디바이스실장에 사용되는 플립·칩·본더와 같은 본더를 개량한 장치일 수도 있다.
(실시형태 8)
도 8은, 본 발명의 제8의 실시형태에 있어서의 스탬프부품(13)의 단면도를 나타내고 있다. 도 8에 있어서, 31은 석영유리기판이며, 32 및 33은 실리콘계 고무막이다. 34, 35, 36, 및 37은, 실리콘계 고무막표면에 형성된 볼록형형상돌기이며, 이것도 또한 실리콘계 고무막의 일부이다.
도 8(a)는, 평판의 스탬프부품(13)의 단면도를 나타내고 있다. 이 경우, 석영유리기판(31)의 바닥면으로부터 실리콘계 고무막(32)의 표면까지의 거리가 면내에서 고정밀도로 일정한 것이 바람직하다. 그 정밀도는 이재대상인 미소구조체의 높이에 의존하는데, 적어도 미소구조체의 높이정도 이하인 것이 바람직하다. 미소구조체의 높이의 절반 이하이면 더욱 바람직하다. 예를 들어, 크기가 50μm 이하인 LED의 경우, 높이는 6μm~10μm 정도이다. 높이 6μm의 LED의 경우에, 스탬프의 압입량을 LED의 높이의 배 정도를 상정하면, 석영유리기판(31)과 실리콘계 고무막(32)의 두께를 합한 전체의 두께불균일(이하, 스탬프 전체의 두께불균일이라고 한다.)은 적어도 6μm 이하일 필요가 있다. 석영유리기판(31)에 합성석영유리를 이용하면, 그 두께정밀도는 TTV로 1μm 이하이므로, 실리콘계 고무막(32)의 두께불균일은, 5μm 이하가 필요해진다. 그 때문에, 스탬프 전체의 두께불균일이, 상기 LED의 두께(6μm)의 절반, 즉, 3μm(TTV) 이하이면 더욱 바람직하다.
이와 같이 평탄한 석영유리기판(31) 상에 실리콘계 고무막(32)이 평탄하게 형성되어 있음으로써, 미소구조체가 1개인 경우뿐만 아니라, 2개 이상의 복수의 경우, 더 나아가 1만개 혹은 3만개라는 수의 미소구조체를 한번에 이송할 수 있다.
도 8(b)는, 실리콘계 고무막(33)의 표면에 볼록형형상돌기(34)를 1개 구비한 스탬프부품(13)의 단면도를 나타내고 있다. 이 스탬프는, 공급기판 상에 밀집하여 배치된 미소구조체 중에서 임의로 1개의 미소구조체를 선택하여, 수취기판의 원하는 위치에 이재하는 경우에 이용한다. 하나하나 미소구조체를 이재하는 경우에 이용하는 것은 말할 필요도 없는데, 예를 들어, 미소구조체가 LED 등의 전자·전기부품인 경우, 수취기판 상의 불량개소의 리페어에 이용할 수 있다. 볼록형형상돌기(34)의 접착면사이즈에 관하여, 하나의 사고방식을 다음에 나타낸다. 미소구조체의 접착면사이즈로서 단변이 대략 100μm 이하, 더 나아가 50μm 이하가 되면, 볼록형형상돌기(34)의 접착면의 크기는 적어도 편측에서 미소구조체의 대략 5%(양측에서 10%) 정도 이상 큰 사이즈로 해두는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 접착력을 안정되게 얻을 수 있다. 단변이 대략 100μm 이상인 접착면사이즈의 미소구조체에 대해서는, 상기와 마찬가지로 볼록형형상돌기(34)의 접착면사이즈가 미소구조체의 접착면사이즈보다도 약간 커도 되는데, 볼록형형상돌기(34)의 접착면사이즈가 미소구조체의 접착면사이즈보다도 작아도 이재동작은 가능하다.
볼록형형상돌기(34)의 높이는, 실리콘계 고무막질에도 의존하지만 미소구조체의 높이의 대략 수배~대략 5배 정도 이상이면 된다. 그러나, 최적의 볼록형형상돌기(34)의 사이즈는, 엄밀하게는 실리콘계 고무막의 특성과 이재대상인 미소구조체의 크기, 형태, 재질 등등에 크게 영향을 받으므로, 최종적으로는 실제의 동작확인에 의해 최적화되어야 한다.
한편, 도 8(b)에 있어서, 볼록형형상돌기(34)의 단면형상은 직사각형형상의 예가 나타나 있는데, 반드시 직사각형일 필요는 없다.
도 8(c)는, 실리콘계 고무막의 표면에 2단계의 볼록형형상돌기(35)를 1개 구비한 스탬프부품(13)의 단면도를 나타내고 있다. 따라서, 그 용도는 도 8(b)의 경우와 동일하다. 볼록형형상돌기(34)를 1개만 구비한 스탬프를 실제의 이재동작에 사용하는 경우, 공급기판 및 수취기판에 있어서 스탬프헤드의 압입하중이 볼록형형상돌기(34)의 1점에 걸리므로, 볼록형형상돌기(34)의 수명이 저하된다는 문제가 발생하는 경우가 생긴다. 예를 들어, 미소구조체의 크기가 예를 들어 대략 100μm 이상으로 비교적 큰 경우에는, 도 8(b)의 볼록형형상돌기(34)로 충분히 대응가능한데, 예를 들어 대략 100μm 이하의 미소구조체를 이재하는 경우에는 볼록형형상돌기의 형상을 도 8(c)에 나타낸 바와 같은 2단계의 볼록형형상돌기(35)로 하는 편이 바람직하다. 또한 그 때 2단째의 단면형상은 사다리꼴로 함으로써, 이재동작을 반복하여 사용하는 경우에 내구성이 향상되고, 볼록형형상돌기의 수명을 늘릴 수 있다. 사다리꼴형상은 등각사다리꼴일 수도 있다. 수취기판 상에 이재하고 상기 볼록형형상돌기를 분리할 때에, 등각이 아닌 경우가 취급하기 쉬운 경우도 있다.
도 8(d)는, 실리콘계 고무막의 표면에 볼록형형상돌기(34)를 2개 이상의 복수개 구비한 스탬프부품(13)의 단면도를 나타내고 있다. 이와 같이 하면, 볼록형형상돌기(34)의 위치에 대응한 복수개의 미소구조체를 한번에 이재할 수 있다. 볼록형형상돌기(34)의 크기에 대해서는, 기본적으로 도 8(b)와 동일한 사고방식으로 디자인하면 되는데, 최적의 볼록형형상돌기(34)의 사이즈는, 엄밀하게는 실리콘계 고무막의 특성과 이재대상인 미소구조체의 크기, 형태, 재질 등등에 크게 영향을 받으므로, 최종적으로는 실제의 동작확인에 의해 최적화되어야 한다. 복수의 상기 볼록형형상돌기(34)가, 이재처의 임의의 원하는 레이아웃으로 1차원배열 혹은 2차원배열되어 있도록 구성하고, 공급기판 상의 미소구조체도 상기 1차원 혹은 2차원의 배열에 대응하여 취출할 수 있도록 배치구성해두면, 볼록형형상돌기(34)의 위치에 대응한 복수의 미소구조체를 한번에 이재할 수 있고, 원하는 레이아웃으로 미소구조체를 이재가능하게 된다.
상기 이재처의 임의의 원하는 레이아웃의 적어도 일부가 일정한 피치의 규칙성을 갖고 1차원배열 혹은 2차원배열되어 있으면, 그 부분은 일정피치의 1차원배열 혹은 2차원배열로 복수의 미소구조체를 한번에 이재할 수 있다.
상기의 일정한 피치가 디스플레이의 화소피치의 정수배로 구성되어 있으면, 그 정수배만큼 떨어진 화소에 복수의 미소구조체를 이재할 수 있다. 이 경우, 미소구조체가 LED소자이면, LED디스플레이를 만들 수 있다.
공급기판측에 이미 LED디스플레이의 화소피치에 R(RED), G(GREEN), B(BLUE)의 각 LED가 배치되어 있는 경우, 화소피치와 RGB의 각 LED의 배치위치에 대응한 볼록형형상돌기(34)를 구비한 스탬프부품(13)을 이용함으로써, 한번에 수취기판인 디스플레이패널기판에 이재할 수 있다. 한편, RGB의 LED를 화소단위로 하나의 볼록면에서 이재하도록 볼록형형상돌기를 형성할 수도 있다. 또한, 이 경우 볼록형형상돌기가 없는 평판의 실리콘고무막을 구비한 스탬프부품(13)을 이용해도 이재가능하다.
RGB 중의 1색의 LED를 디스플레이피치로 이재하는 경우는, 볼록형형상돌기는 피치의 정수배로 구성한 스탬프부품(13)을 이용하고, R-LED, G-LED, B-LED 각각의 기판으로부터 3회로 나누어 이재작업을 하면 된다. 1배 피치이면, 어느 일정한 복수화소영역마다의 이재가 가능하다. 한방향으로 N(N>=2)배 피치로 볼록형형상돌기가 형성되어 있는 경우에는, 1방향으로 (N-1)회 피치를 시프트하면서 이재함으로써, LED디스플레이의 화소면을 완성할 수 있다.
상기 정수가 1인 경우, 디스플레이의 화소피치 그 자체가 되고, 적어도 R(RED), G(GREEN), B(BLUE)의 삼원색의 LED를 대략 LED의 사이즈분+마진분만큼 이동하여 이재함으로써, RGB-LED디스플레이를 만들 수 있다. 상기 정수가 2 이상이어도, 디스플레이 화소피치 상에 이재가능하므로, LED디스플레이패널을 조립할 수 있다.
한편, 양자도트 등의 파장변환재료를 이용하여, BLUE-LED로부터, RED, GREEN의 광을 취출하는 방식의 경우, BLUE-LED만을 R, G, B에 상당하는 위치에 이재하면 된다.
또한, 도 8(d)에 있어서, 볼록형형상돌기의 단면형상은 직사각형형상의 예가 나타나 있는데, 반드시 직사각형일 필요는 없다.
도 8(e)는, 실리콘계 고무막의 표면에 단면형상이 사다리꼴인 볼록형형상돌기(36)를 2개 이상의 복수개 구비한 스탬프부품(13)의 단면도를 나타내고 있다. 이와 같이, 볼록형형상돌기(36)의 단면이 사다리꼴형상으로 형성되어 있으면, 볼록형형상돌기(36)의 내구성을 증대시킬 수 있고, 하나의 스탬프부품(13)으로 실현가능한 이재횟수를 증대시킬 수 있다. 즉, 하나의 스탬프의 사용수명을 늘릴 수 있다. 한편, 사다리꼴형상은 등각사다리꼴일 수도 있다. 수취기판 상에 이재하고 상기 볼록형형상돌기(36)를 분리할 때에, 등각이 아닌 경우가 분리하기 쉬운 경우도 있다.
도 8(f)는, 실리콘계 고무막의 표면에 2단계의 볼록형형상돌기(37)를 2개 이상의 복수개 구비한 스탬프부품(13)의 단면도를 나타내고 있다. 이와 같이 구성하면, 공급기판 상에 보다 좁은 피치로 미소구조체가 배치되어 있는 경우에도 이웃한 칩에 닿는 일 없이, 확실히 목적의 칩을 접착하고 잡는 것이 가능해진다. 한편, 선단부의 단면형상이 사다리꼴로 되어 있을 수도 있다.
(실시형태 9)
도 9는, 본 발명의 제9의 실시형태에 있어서의 복수종의 미소구조체를 한번에 이재하기 위한 스탬프부품(13)의 단면도를 나타내고 있다.
도 9에 있어서, 41은 석영유리기판이며, 42는 실리콘계 고무막이다. 43~46은, 실리콘계 고무막표면에 형성된 볼록형형상돌기이며, 이것도 또한 실리콘계 고무막의 일부이다.
도 9(a)는, 실리콘계 고무막(42)의 표면의 중앙부에 형성된 한 덩어리의 볼록형형상돌기(43)는 미소구조체를 이재하기 위한 스탬프면을 나타내고 있다. 볼록형형상돌기(44)는 실리콘계 고무막의 주변부에 형성된, 상기 미소구조체보다도 큰 미소구조체를 이재하기 위한 스탬프면을 나타내고 있다. 이러한 구성으로 하면, 예를 들어, 공급기판측에 중앙부분에 LED소자를 배치하고, 주변부에 LED드라이버소자를 배치한 상태로 소자를 준비해두고, 양방의 소자를 한번에 이재하는 것이 가능해진다.
도 9(b)는, 실리콘계 고무막(42)의 표면의 중앙부에 형성된 복수의 소볼록형형상돌기(45)는 미소구조체를 이재하기 위한 스탬프면을 나타내고 있다. 볼록형형상돌기(46)는 실리콘계 고무막의 주변부에 형성된, 상기 미소구조체보다도 큰 구조체를 이재하기 위한 스탬프면을 나타내고 있다. 이 경우도, 2개의 높이가 상이한 미소구조체를 한번에 이재할 수 있다.
한편, 볼록형형상돌기의 미소구조체와 접착하는 면은, 직사각형, 원형, 타원형, 다각형, 혹은, 비대칭인 형태일 수도 있는데, 이재대상의 미소구조체의 형태에 대하여 가장 효율좋게 실리콘계 고무막의 접착력을 발생하는 형태로 최적화하여 이용하면 된다.
이상의 본 발명의 스탬프부품을 본 발명의 스탬프헤드유닛에 탑재하여 사용하면, 스탬프부품교환을 매우 간단히 할 수 있으므로, 이재장치의 다운타임을 크게 단축할 수 있다. 또한, 용도에 따라 도 8 내지 도 9에 기재된 스탬프부품을 나누어 사용함으로써, 효율이 좋은 미소구조체 이재가 가능해진다.
제1의 실시형태의 설명 중에서 서술한 바와 같이, 석영유리기판에 합성석영유리를 이용하는 것이 가장 바람직하다. 합성석영유리기판을 이용함으로써, 석영유리기판의 평탄성(대략 1μm 이하)이 얻어지므로 실리콘계 고무막을 포함하는 전체의 평탄성이 얻어진다. 합성석영유리는 다른 석영유리 또는 유리와 비교하여 현격히 균질이며, 저열팽창률(다른 석영유리의 대략 1/5 이하)이므로, 실리콘계 고무막을 형성할 때에 열경화에 의한 균질한 고무화처리를 실현할 수 있다. 또한, 실제로 연속이재동작에 사용한 경우에도 열적 요동에 의한 미소구조체의 위치변형의 발생을 크게 억제할 수 있다. 게다가, 실리콘계 고무막을 UV경화에 의해 고무화처리하여 형성하는 경우에도 190nm~400nm까지의 파장 영역에서 90% 이상의 고투과율을 가지므로, 가장 변형이 적은 실리콘계 고무막형성이 가능하다. 특히, 볼록형형상돌기를 갖는 실리콘계 고무막을 제작하는 경우에는, 볼록형형상돌기의 UV경화변형을 최소화할 수 있다.
상기 실리콘계 고무막 및 부대(附帶)하는 볼록형형상의 제조는, 인젝션몰드법으로도 제조가능한데, 양산성의 관점에서 고려하면 임프린트법에 의해 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 인젝션몰드법, 임프린트법의 어느 방법에 있어서도, 실리콘계 고무막은 열경화에 의해 제조가능한데, 성막 후의 응력변형을 저감하기 위해서는 열경화보다도 UV경화에 의해 제조하는 편이 바람직하다.
(실시형태 10)
도 10은, 본 발명의 제10의 실시형태에 있어서의 대전방지스탬프부품의 구성도를 나타내는 것이다.
도 10(a)는, 스탬프부품(13)의 단면도이며, 도 10(b)는, 도 10(a)의 스탬프헤드유닛을 위에서 본 평면도이다. 도 10에 있어서, 51은 석영유리기판이며, 53은 실리콘계 고무막이다. 52는 석영유리기판(51)과 실리콘계 고무막의 사이에 형성된 도전성 막이며, 도전성 막은 석영유리기판표면의 단부까지 전체면을 커버하고 있다.
실제의 이재장치에 있어서, 하나의 스탬프로 2만회 혹은 그 이상의 이재동작을 고속동작으로 반복하는 경우, 스탬프헤드유닛 자체가 장치에 난류를 발생시키고, 공기와의 마찰로 석영유리기판표면이 대전하기 쉬워진다. 특히, 석영유리의 변부(첨변)나 정점부(첨점)에 전하가 집중하기 쉬워진다. 난류에 의해 발생한 부유대전입자가 상기 석영유리표면 및 단면에 부착하고, 공급기판, 혹은, 수취기판 상에 수송되고 낙하할 가능성이 생긴다. 이것을 방지하기 위해서는, 석영유리표면에 도전성 막(52)을 형성하여 대전하지 않도록 하는 것이 유효하다.
상기 도전성 막(52)에는, 도전성 재료를 포함하는 막을 이용하면 된다. 상기 도전성 재료는, 카본블랙, 카본필러, 카본나노와이어, 카본나노와이어, 카본나노튜브, 그래핀 등의 카본계 도전재료, 알칼리금속 또는 알칼리토류금속의 염, 이온액체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상태로 이용하면 된다. 이와 같이 하면, 첨가량을 조정함으로써 상기 도전성 막의 도전율을 임의로 조정가능하게 된다. 한편, 상기 도전재료를 복수 혼합하여 이용해도 된다.
알칼리금속 혹은 알칼리토류금속의 염으로는, 예를 들어, 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리금속의 염; 칼슘, 바륨 등의 알칼리토류금속의 염 등을 들 수 있다. 이들의 구체예로는, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiAsF6, LiCl, NaSCN, KSCN, NaCl, NaI, KI 등의 알칼리금속염; Ca(ClO4)2, Ba(ClO4)2 등의 알칼리토류금속염 등을 들 수 있다. 저(低)저항값과 용해도의 점에서, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiAsF6, LiCl 등의 리튬염이 바람직하고, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2가 특히 바람직하다.
이온액체란, 실온(25℃)에서 액체인 용융염이며, 상온 용융염이라고도 불리는 것으로, 특히 융점이 50℃ 이하인 것을 말한다. 바람직하게는 -100~30℃, 보다 바람직하게는 -50~20℃인 것을 말한다. 이러한 이온액체는, 증기압이 없고(불휘발성), 고내열성, 불연성, 화학적 안정됨 등의 특성을 갖는 것이다.
이온액체는, 4급 암모늄양이온과 음이온으로 이루어지는 것을 들 수 있다. 이 4급 암모늄양이온은, 이미다졸륨, 피리디늄 또는 식: R4N+[식 중, R은, 서로 독립적으로, 수소원자 또는 탄소원자수 1~20의 유기기이다.]로 표시되는 양이온의 어느 하나의 형태이다.
상기 R로 표시되는 유기기의 구체예로는, 탄소원자수 1~20의 1가 탄화수소기, 알콕시알킬기 등을 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 메틸, 펜틸, 헥실, 헵틸기 등의 알킬기; 페닐, 톨릴, 자일릴, 나프틸기 등의 아릴기; 벤질, 페네틸기 등의 아랄킬기; 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로옥틸기 등의 시클로알킬기; 에톡시에틸기(-CH2CH2OCH2CH3) 등의 알콕시알킬기 등을 들 수 있다. 한편, R로 표시되는 유기기 중의 2개가 결합하여 환상구조를 형성할 수도 있고, 이 경우에는 2개의 R이 하나가 되어 2가의 유기기를 형성한다. 이 2가의 유기기의 주쇄는, 탄소만으로 구성되어 있을 수도 있고, 그 중에 산소원자, 질소원자 등의 헤테로원자를 포함하고 있을 수도 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 2가탄화수소기[예를 들어, 탄소원자수 3~10의 알킬렌기], 식: -(CH2)c-O-(CH2)d-[식 중, c는 1~5의 정수이며, d는 1~5의 정수이며, c+d는 4~10의 정수이다.] 등을 들 수 있다.
상기 R4N+로 표시되는 양이온의 구체예로는, 메틸트리n-옥틸암모늄양이온, 에톡시에틸메틸피롤리디늄양이온, 에톡시에틸메틸모폴리늄양이온 등을 들 수 있다.
상기 음이온으로는, 특별히 제한은 없으나, 예를 들어, AlCl4 -, Al3C18 -, Al2C17 -, ClO4 -, PF6 -, BF4 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-가 바람직하고, PF6 -, BF4 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-이 보다 바람직하다.
상기 도전성 재료는, 1종 단독으로 이용할 수도, 2종 이상 조합하여 이용할 수도 있다.
상기 도전성 재료로서 도전성 폴리머를 이용하여 도전성 막(52)을 구성할 수도 있다. 이와 같이 하면, 도전성 폴리머의 첨가량을 조정함으로써 상기 도전성 막의 도전율을 임의로 조정가능하게 된다. 도전성 폴리머는, 폴리티오펜계의 PEDOT/PSS, 폴리아닐린계의 폴리아닐린설폰산 등을 이용하면 된다. 한편, 상기 도전성 폴리머로 한정되지 않고, 다른 도전성 폴리머를 이용할 수도 있다. 또한, 도전성 폴리머와, 카본계 도전재료, 알칼리금속의 염, 알칼리토류금속의 염, 이온액체 중 적어도 어느 하나의 조합을 이용할 수도 있다.
상기 도전막(52)은 도전성 실리콘계 고무막으로 구성되어 있을 수도 있다. 상기 도전성 실리콘계 고무막은 상기 도전성 재료를 포함하고 있을 수 있다.
상기 석영유리기판과 상기 실리콘계 고무막의 사이에서, 또한, 상기 석영유리기판표면 상을 전부 덮도록, 상기 실리콘계 고무막보다도 도전성이 높은 도전성 막이 상기 석영유리기판표면 전체에 형성되어 있으면 좋다. 이와 같이 하면, 상기 실리콘계 고무막이 상기 석영유리기판의 표면적보다도 작은 경우도 스탬프의 표면전체가 도전성이 된다. 또한, 상기 실리콘계 고무막과 상기 석영유리기판의 표면적이 동일한 경우에도, 상기 실리콘계 고무막보다도 도전율이 높은 도전성 막이 있음으로써, 특히 전하가 집중되기 쉬운 석영유리표면단부의 대전을 방지할 수 있으므로, 스탬프부품 주변에 부유하는 대전파티클이 스탬프부품(13)에 부착하는 것을 저감할 수 있다.
상기 도전막(52)의 표면저항은, 대전방지효과를 발휘하는 시트저항1E9~1E14Ω/sq.를 갖고 있으면 된다. 바람직하게는, 정전기확산(소산(消散))효과가 나오는 시트저항1E5~1E9Ω/sq.이면 좋다. 더욱 바람직하게는 도전성을 나타내는 1E5Ω/sq. 이하이면 좋다.
도 11은, 본 발명의 제10의 실시형태에 있어서의 대전방지스탬프부품의 다른 구성도를 나타내는 것이다.
도 11(a)는, 스탬프부품(13)의 단면도이며, 도 11(b)는, 도 11(a)의 스탬프헤드유닛을 위에서 본 평면도이다. 도 11과 도 10의 유일하게 상이한 점은, 실리콘계 고무막(54)에 볼록형형상돌기(55)가 형성되어 있는 점이다. 볼록형형상의 형상은 도 8 및 도 9에서 설명한 바와 같은 형상을 이용하면 되고, 이재되는 미소구조체의 형태나 크기에 따라 최적화하면 된다.
(실시형태 11)
도 12는, 본 발명의 제11의 실시형태에 있어서의 대전방지스탬프부품의 단면도를 나타낸 것이다.
도 12에 있어서, 51은 석영유리기판, 56은 도전성 실리콘계 고무막이다.
도 12(a)는, 석영유리기판(51) 상에 도전성 실리콘계 고무막(56)이 형성된 구조를 하고 있다. 이와 같이, 실리콘계 고무막 자체가 도전성이 부가되어 있고, 대전방지효과, 정전기확산(소산)효과, 혹은 도전성을 갖도록 구성됨으로써, 스탬프부의 실리콘계 고무막에의 부유대전입자의 부착을 방지할 수 있다.
도 12(b)는, 도 12(a)에 있어서, 도전성 실리콘계 고무막(56)이 커버되지 않은 석영유리기판(51) 주변부를 포함하여, 도전성 실리콘계 고무막(56)이 석영유리기판의 모든 표면을 커버하고 있는 스탬프부품(13)을 나타내고 있다. 이와 같이 하면, 석영유리의 노출부가 없으므로, 스탬프부품표면의 전체에의 부유대전입자의 부착을 방지할 수 있다.
도 12(c)는, 석영유리기판(51)의 표면을 전부 도전성 막(52)으로 커버하고, 추가로 그 위에 약간 작은 도전성 실리콘계 고무막(56)을 형성한 스탬프부품(13)을 나타내고 있다. 이러한 구성이어도, 석영유리의 노출부가 없으므로, 스탬프부품표면의 전체에의 부유대전입자의 부착을 방지할 수 있다.
상기 도전성 실리콘계 고무막(56)에는, 도전성 재료를 포함하는 막을 이용하면 된다. 상기 도전성 실리콘계 고무막(56)에 포함되는 도전성 재료는, 카본블랙, 카본필러, 카본나노와이어, 카본나노와이어, 카본나노튜브, 그래핀 등의 카본계 도전재료, 알칼리금속 또는 알칼리토류금속의 염, 이온액체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상태로 이용하면 된다. 이와 같이 하면, 첨가량을 조정함으로써 상기 도전성 실리콘계 고무막(56)의 도전율을 임의로 조정가능하게 된다. 한편, 상기 도전재료를 복수 혼합하여 이용할 수도 있다.
알칼리금속의 염, 알칼리토류금속의 염, 이온액체에 대해서는 상기되는 바와 같다.
상기 도전성 실리콘계 고무막(56)에 포함되는 도전성 재료로서, 도전성 폴리머를 이용할 수도 있다. 이와 같이 하면, 도전성 폴리머의 첨가량을 조정함으로써 상기 도전성 실리콘계 고무막의 도전율을 임의로 조정가능하게 된다. 도전성 폴리머는, 폴리티오펜계의 PEDOT/PSS, 폴리아닐린계의 폴리아닐린설폰산 등을 이용하면 된다. 한편, 상기 도전성 폴리머로 한정되지 않고, 다른 도전성 폴리머를 이용할 수도 있다. 또한, 도전성 폴리머와, 카본계 도전재료, 알칼리금속의 염, 알칼리토류금속의 염, 이온액체 중 적어도 어느 하나의 조합을 이용할 수도 있다.
상기 도전성 실리콘계 고무막(56)의 표면저항은, 대전방지효과를 발휘하는 시트저항1E9~1E14Ω/sq.를 갖고 있으면 된다. 바람직하게는, 정전기확산(소산)효과가 나오는 시트저항1E5~1E9Ω/sq.이면 좋다. 더욱 바람직하게는 도전성을 나타내는 1E5Ω/sq. 이하이면 좋다.
도 13은, 본 발명의 제11의 실시형태에 있어서의 대전방지스탬프부품의 다른 단면도를 나타내는 것이다.
도 13과 도 12의 유일하게 상이한 점은, 도전성 실리콘계 고무막(57)에 볼록형형상돌기(58)가 형성되어 있는 점이다. 한편, 볼록형형상의 형상은 도 8 및 도 9에서 설명한 바와 같은 형상을 이용하면 되고, 이재되는 미소구조체의 형태나 크기에 따라 최적화하면 된다.
한편, 본 발명의 미소구조체 이재장치에 의한 이재대상은, 이들로 한정되는 것은 아닌데, 유기 혹은 무기의 LED, 반도체레이저, IC칩, IC 및 LSI를 복합실장한 1차원 내지 3차원의 패키지, 무기 혹은 유기의 반도체로 이루어지는 각종 기능소자, 저항, 커패시터, 코일 등의 전기회로소자, 각종 미소센서소자, MEMS(microelectromechanical system)의 각종 기능소자 및 센서 등의 미소구조체를 포함한다. 이들 미소구조체를 본 발명의 미소구조체 이재방법에 따라 이재하면, 그들 각종 기능소자를 조합한 새로운 기능제품, 즉, 미소구조체 집적제품을 제조할 수 있다.
본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (40)

  1. 석영유리기판 상에 적어도 실리콘계 고무막을 구비한 스탬프부품과,
    상기 스탬프부품의 석영유리기판면을 진공흡인하기 위한 구멍을 갖는 면을 구비한 스탬프부품 유지부품과,
    상기 진공흡인하기 위한 구멍과 진공을 유지할 수 있는 상태로 연통접속된 배기흡인구멍을 갖고, 상기 스탬프부품 유지부품과 결합고정된 관상 부품
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 스탬프헤드유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스탬프부품 유지부품의 상기 진공흡인하기 위한 구멍이 복수로 분할되어 있고, 상기 석영유리기판을 복수의 점에서 흡인고정하는 것을 특징으로 하는 스탬프헤드유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스탬프부품 유지부품의 상기 스탬프부품을 장착하는 면에, 상기 진공흡인하기 위한 구멍을 개재하여 상기 배기흡인구멍에 접속된 홈구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스탬프헤드유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 석영유리기판이 직사각형 평판인 것을 특징으로 하는 스탬프헤드유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 석영유리기판에, 패싯이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스탬프헤드유닛.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관상 부품이 콜렛접속부를 갖는 것을 특징으로 하는 스탬프헤드유닛.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스탬프부품 유지부품의 스탬프부품 유지면에 상기 스탬프부품의 위치를 맞추기 위한 볼록구조를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스탬프헤드유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 볼록구조가 직교한 측면을 갖는 것을 특징으로 하는 스탬프헤드유닛.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스탬프부품의 실리콘계 고무막에 얼라이먼트마크를 갖는 것을 특징으로 하는 스탬프헤드유닛.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 석영유리기판이, 합성석영유리인 것을 특징으로 하는 스탬프헤드유닛.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 스탬프헤드유닛을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재장치.
  12. 제11항에 있어서,
    스탬프헤드유닛에 부착한 스탬프부품의 스탬프면(X-Y직교좌표)의 위치와, X-Y평면과 직교하는 Z좌표위치와, Z축을 중심으로 하는 회전각θ를 조정하기 위한 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    스탬프부품을 교환하는 유닛을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 미소구조체 이재장치를 이용하여 미소구조체를 이재하는 공정을 포함하는 미소구조체 집적부품의 이재방법.
  15. 합성석영유리기판 상에 적어도 1층 이상의 실리콘계 고무막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 합성석영유리기판의 두께가 0.5mm~7mm인 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 미소구조체가 LED이며, 상기 실리콘계 고무막의 상기 미소구조체와 접착하는 면부의 실리콘계 고무의 막두께의 최대값과 최소값의 차가 18μm 이하인 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    합성석영유리기판과 상기 실리콘계 고무막의 사이에 도전성 막을 갖는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 도전성 막이, 상기 합성석영유리기판표면 상을 전부 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 도전성 막이, 도전성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 도전성 재료가, 카본블랙, 카본필러, 카본나노와이어, 카본나노튜브, 그래핀, 알칼리금속 또는 알칼리토류금속의 염, 이온액체 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 도전성 재료가, 적어도 도전성 폴리머를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  23. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 도전성 막이, 도전성 실리콘계 고무막인 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  24. 제15항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘계 고무막이, 도전성 실리콘계 고무막인 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    상기 도전성 실리콘계 고무막이, 도전성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 도전성 실리콘계 고무막에 포함되는 도전성 재료가, 카본블랙, 카본필러, 카본나노와이어, 카본나노튜브, 그래핀, 알칼리금속 또는 알칼리토류금속의 염, 이온액체 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 도전성 실리콘계 고무막에 포함되는 도전성 재료가, 적어도 도전성 폴리머를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  28. 제15항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘계 고무막표면에 1개의 볼록형형상돌기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  29. 제15항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘계 고무막표면에 2개 이상의 볼록형형상돌기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 2개 이상의 볼록형형상돌기가, 2종류 이상의 상이한 높이의 볼록형형상돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 2개 이상의 볼록형형상돌기가, 미소구조체와 접촉하는 면부를 갖고, 이 면부가 2종류 이상의 상이한 면적을 갖는 볼록형형상돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  32. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개 이상의 볼록형형상돌기가, 임의로 1차원배열 또는 2차원배열되어 있는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 1차원배열 또는 2차원배열이, 일정한 피치의 규칙성을 갖는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 일정한 피치가 디스플레이의 화소피치의 정수배인 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  35. 제28항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록형형상돌기의 단면형상이 사다리꼴형상인 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 볼록형형상돌기의 단면형상이, 선단측(先端側の方)이 작은 사다리꼴형상인 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  37. 제28항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록형형상돌기의 단면형상이 2단계 이상의 단계상의 볼록형형상인 것을 특징으로 하는 미소구조체 이재용 스탬프부품.
  38. 제15항 내지 제37항 중 어느 한 항에 기재된 미소구조체 이재용 스탬프부품을 구비한 미소구조체 이재용 스탬프헤드유닛.
  39. 제38항에 기재된 스탬프헤드유닛을 구비한 미소구조체 이재장치.
  40. 제39항에 기재된 미소구조체 이재장치를 이용하여 미소구조체를 이재하는 공정을 포함하는 미소구조체 집적부품의 이재방법.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115362539A (zh) * 2020-03-30 2022-11-18 Tdk株式会社 压模工具、搬运装置以及元件阵列的制造方法
TWM643626U (zh) 2020-09-30 2023-07-11 日商信越化學工業股份有限公司 雷射誘導向前轉移系統、雷射誘導向前轉移裝置、已轉移了光學元件的受體基板的製造系統以及顯示器的製造系統
JP2022100758A (ja) 2020-12-24 2022-07-06 信越化学工業株式会社 微小構造体移載用スタンプ部品
TWI797565B (zh) * 2021-02-26 2023-04-01 致茂電子股份有限公司 晶片載台
EP4316815A1 (en) 2021-04-01 2024-02-07 Toray Industries, Inc. Laminate and manufacturing method of semiconductor device
WO2022210155A1 (ja) 2021-04-01 2022-10-06 東レ株式会社 積層体、樹脂組成物、および半導体装置の製造方法
JPWO2023032888A1 (ko) 2021-09-01 2023-03-09

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7927976B2 (en) 2008-07-23 2011-04-19 Semprius, Inc. Reinforced composite stamp for dry transfer printing of semiconductor elements
US7943941B2 (en) 1996-07-29 2011-05-17 Nichia Corporation Device for emitting various colors

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2008088069A1 (ja) 2007-01-19 2010-05-13 国立大学法人 東京大学 微小構造体の集積方法，微小構造体およびマイクロデバイス
KR20090001646U (ko) * 2007-08-17 2009-02-20 패럴린코리아(주) 패럴린 코팅 표면 처리된 반도체 칩 이송 장치의 픽업 헤드
WO2010059781A1 (en) 2008-11-19 2010-05-27 Semprius, Inc. Printing semiconductor elements by shear-assisted elastomeric stamp transfer
JP5321376B2 (ja) 2009-09-10 2013-10-23 ソニー株式会社 半導体発光素子及びその製造方法、画像表示装置、並びに、電子機器
JP2013237583A (ja) 2012-05-14 2013-11-28 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 使用済合成石英ガラス基板の再生方法
KR101955335B1 (ko) 2012-11-14 2019-03-07 삼성전자주식회사 스탬프 구조체 및 이를 이용한 전사 방법
US8987765B2 (en) 2013-06-17 2015-03-24 LuxVue Technology Corporation Reflective bank structure and method for integrating a light emitting device
KR101385443B1 (ko) * 2013-09-13 2014-04-16 이향이 반도체 칩 픽업 이송용 콜렛
KR101570764B1 (ko) * 2014-02-27 2015-11-20 주식회사 페코텍 반도체 다이 본딩용 콜렛
GB2541970B (en) 2015-09-02 2020-08-19 Facebook Tech Llc Display manufacture
CN107437523B (zh) * 2016-05-26 2020-01-31 群创光电股份有限公司 拾取与放置装置及其作动方法
TWI649855B (zh) * 2017-03-07 2019-02-01 友達光電股份有限公司 轉置圖章與應用其之轉移方法
CN207116403U (zh) * 2017-04-21 2018-03-16 厦门市三安光电科技有限公司 一种用于微元件转移的转置头
TWM573076U (zh) * 2018-10-22 2019-01-11 旭光科國際有限公司 Flat porous nozzle device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7943941B2 (en) 1996-07-29 2011-05-17 Nichia Corporation Device for emitting various colors
US7927976B2 (en) 2008-07-23 2011-04-19 Semprius, Inc. Reinforced composite stamp for dry transfer printing of semiconductor elements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Matthew A. Meitl, Zheng-Tao Zhu, Vipan Kumar, Keon Jae Lee, Xue Feng, Yonggang Y. Huang, Ilesanmi Adesida, Ralph G. Nuzzo & John A. Rogers, "Transfer printing by kinetic control of adhesion to an elastomeric stamp", Nature Materials Volume 5, 33-38 (2006)

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