WO2010038963A2 - 계층화 구조물 제조 장치 - Google Patents

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이학주
현승민
한승우
최병익
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한국기계연구원
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for manufacturing a layered structure, and more particularly, to an apparatus for manufacturing a layered structure, which is a mass production apparatus capable of forming hierarchically formed high-performance microunits on a flexible substrate.
  • Silicon semiconductor-related technology is rapidly developing, and not only the silicon semiconductor but also various compound semiconductors can process a large amount of information at a high speed, such as optical devices, optical communication and wireless communication. It is a great help to human life and enabled the IT revolution.
  • the existing flexible product manufacturing technology has been focused on using a variety of polymer-based organic material, but the product using the organic material has a disadvantage that the performance is significantly lower than the silicon semiconductor, compound semiconductor and the like.
  • the reason is that the organic material-based electronic device is 100 to 1000 times slower than the single crystal silicon electronic device in terms of electron transfer speed, and 10000 times slower than the carbon nanotube.
  • silicon semiconductors and compound semiconductors have excellent performance, but have a problem in that they are difficult to be applied to flexible products because brittleness is very strong and deformation is difficult.
  • An object of the present invention for solving the problems according to the prior art is to produce a large amount of high performance flexible layered structure by arranging and laminating silicon semiconductors, compound semiconductors, nanostructures, etc. having excellent performance on a flexible target substrate.
  • the present invention relates to a layered structure manufacturing apparatus.
  • the layered structure manufacturing apparatus of the present invention for solving the above technical problem, to release the micro-unit provided on a dummy substrate of a rigid material (release) to stack on a target substrate (flexible target substrate) of a flexible material
  • An apparatus for manufacturing a stratified structure comprising: a transfer stage supporting the dummy substrate and performing a plane transfer; And a main roller configured to stack the micro unit of the dummy substrate on the target substrate as the dummy substrate and the target substrate are wound and rolled so that the target substrate is compressed to each other.
  • one side of the main roller is characterized in that the adhesive treatment means for providing an adhesive force greater than the adhesive force between the dummy substrate and the micro unit between the target substrate and the micro unit.
  • the adhesive treatment means is characterized in that the surface treatment apparatus using a plasma.
  • the adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs).
  • SAMs self-assembled monolayers
  • the adhesive treatment means is characterized in that the irradiation device for irradiating a laser or ultraviolet light or ion beam.
  • the adhesive treatment means is composed of a temperature control device, the temperature control device is characterized in that the temperature control so that the temperature of the target substrate is lower than the temperature of the dummy substrate.
  • the main roller is characterized in that the position can be moved so that the gap with the dummy substrate is adjusted.
  • the main roller is characterized in that the angle displacement is possible to adjust the angle between the dummy substrate and the.
  • Another layered structure manufacturing apparatus of the present invention for solving the above technical problem, by releasing a micro unit provided on a dummy substrate (hard dummy substrate) of a rigid material (release) laminated on a target substrate (flexible target substrate) of a flexible material
  • An apparatus for manufacturing a stratified structure comprising: a transfer stage for supporting the dummy substrate and performing a plane transfer; An auxiliary roller to which the micro unit of the dummy substrate is attached to an outer circumferential portion of the dummy substrate as it is pressed against and rotated against the dummy substrate; And a main roller configured to stack the micro-unit attached to the outer circumference of the auxiliary roller on the target substrate as the auxiliary roller and the target substrate are wound and rolled so that the target substrate is pressed against each other.
  • one side of the auxiliary roller is characterized in that the first adhesive treatment means for providing an adhesive force greater than the adhesive force between the dummy substrate and the micro unit between the auxiliary roller and the micro unit.
  • the first adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using a plasma.
  • the first adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs).
  • SAMs self-assembled monolayers
  • the first adhesive treatment means is characterized in that the irradiation device for irradiating a laser or ultraviolet light or ion beam.
  • the first adhesion processing means is composed of a first temperature control device, the first temperature control device is characterized in that the temperature control so that the temperature of the outer peripheral portion of the auxiliary roller lower than the temperature of the dummy substrate.
  • one side of the main roller is characterized in that the second adhesive treatment means for providing an adhesive force greater than the adhesive force between the auxiliary roller and the micro unit between the target substrate and the micro unit.
  • the second adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using a plasma.
  • the second adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs).
  • SAMs self-assembled monolayers
  • the second adhesion treatment means is characterized in that the irradiation device for irradiating a laser or ultraviolet light or ion beam.
  • the second adhesion processing means is composed of a second temperature control device, characterized in that the temperature control so that the temperature of the target substrate is lower than the temperature of the outer peripheral portion of the auxiliary roller.
  • one side of the auxiliary roller is provided with a first adhesive treatment means for providing an adhesive force greater than the adhesive force between the dummy substrate and the micro unit between the auxiliary roller and the micro unit, the other side of the auxiliary roller And a second adhesion treatment means for providing an adhesive force greater than that between the roller and the micro unit between the target substrate and the micro unit.
  • the adhesive force between the auxiliary roller provided by the first adhesive treatment means and the micro unit is smaller than the adhesive force between the target substrate and the micro unit provided by the second adhesive treatment means.
  • the auxiliary roller is characterized in that the position can be moved so that the gap with the dummy substrate is adjusted.
  • the auxiliary roller is characterized in that the angle displacement is possible to adjust the angle between the dummy substrate and the.
  • the main roller is characterized in that the position can be moved so that the interval with the auxiliary roller is adjusted.
  • the main roller is characterized in that the angle displacement is possible to adjust the angle between the auxiliary roller.
  • the auxiliary roller is characterized in that it has a predetermined pattern on the outer peripheral surface.
  • An apparatus for manufacturing a layered structure for stacking comprising: a transfer stage supporting the dummy substrate and performing a plane transfer; A first auxiliary roller installed at a position close to the dummy substrate; A second auxiliary roller installed to be spaced apart from the first auxiliary roller by a predetermined distance; A ring belt wound around the first auxiliary roller and the second auxiliary roller, circulated, and pressed against the dummy substrate by the first auxiliary roller to attach the micro unit of the dummy substrate; And a first tension roller positioned at a supply side of the target substrate and a second tension roller positioned at a discharge side such that the ring belt is pressed against the target substrate by the second auxiliary roller.
  • one side of the first auxiliary roller is characterized in that the third adhesive treatment means for providing an adhesive force greater than the adhesive force between the dummy substrate and the micro unit between the first auxiliary roller and the micro unit.
  • the third adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using a plasma.
  • the third adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs).
  • SAMs self-assembled monolayers
  • the third adhesive treatment means is characterized in that the irradiation device for irradiating a laser or ultraviolet light or ion beam.
  • the third adhesion processing means is composed of a third temperature control device, the third temperature control device is characterized in that the temperature control so that the temperature of the ring belt is lower than the temperature of the dummy substrate.
  • one side of the second auxiliary roller is characterized in that the fourth adhesion processing means for providing an adhesive force greater than the adhesive force between the first auxiliary roller and the micro unit between the target substrate and the micro unit.
  • the fourth adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using a plasma.
  • the fourth adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs).
  • SAMs self-assembled monolayers
  • the fourth adhesive treatment means is an irradiation apparatus for irradiating a laser or ultraviolet rays or ion beams.
  • the fourth adhesion processing means is composed of a fourth temperature control device, the fourth temperature control device is characterized in that the temperature control so that the temperature of the target substrate is lower than the temperature of the ring belt.
  • one side of the first auxiliary roller is provided with a third adhesive treatment means for providing an adhesive force greater than the adhesive force between the dummy substrate and the micro unit between the first auxiliary roller and the micro unit
  • the second auxiliary One side of the roller is characterized in that the fourth adhesion processing means for providing an adhesive force greater than the adhesive force between the first auxiliary roller and the micro unit between the target substrate and the micro unit.
  • the adhesive force between the first auxiliary roller and the micro unit provided by the third adhesive processing means is smaller than the adhesive force between the target substrate and the micro unit provided by the fourth adhesive processing means.
  • one side of the second tension roller is characterized in that the injection nozzle for spraying the coating liquid to the target substrate on which the micro unit is stacked.
  • the ring belt is characterized in that the first polymer layer is integrally formed on one side of the metal sheet, and the micro unit of the dummy substrate is attached to the first polymer layer.
  • the ring belt is made of a Mobius strip and at the same time a second polymer layer is integrally formed on the other side of the metal sheet, and the microunit of the dummy substrate is attached to the first and second polymer layers. It is characterized by.
  • the position of the first tension roller and the second tension roller can be moved by the second auxiliary roller so that the degree to which the ring belt is pressed against the target substrate can be adjusted.
  • the alignment control module for monitoring the alignment state of the micro-units stacked on the target substrate at the position facing the second auxiliary roller, and controls the alignment state of the micro-units is provided.
  • Another layered structure manufacturing apparatus of the present invention for solving the above technical problem, by releasing a micro-unit provided on a dummy substrate of a rigid material (release) on a flexible target substrate (target substrate)
  • An apparatus for manufacturing a layered structure for stacking comprising: a transfer stage supporting the dummy substrate and performing a plane transfer; An auxiliary roller installed at a position close to the dummy substrate; A main roller installed to be spaced apart from the auxiliary roller by a predetermined distance; And a ring belt wound around the auxiliary roller and the main roller and circulated by the auxiliary roller to be in contact with the dummy substrate to be pressed to attach the micro unit of the dummy substrate, wherein the target substrate is the main roller. And supplied between one side of the ring belt and discharged between the main roller and the other side of the ring belt.
  • one side of the auxiliary roller is characterized in that the fifth adhesion treatment means for providing an adhesive force greater than the adhesive force between the dummy substrate and the micro unit between the ring belt and the micro unit.
  • the fifth adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using a plasma.
  • the fifth adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs).
  • SAMs self-assembled monolayers
  • the fifth adhesion processing means is characterized in that the irradiation device for irradiating a laser or ultraviolet light or ion beam.
  • the fifth adhesion processing means is composed of a fifth temperature control device, the fifth temperature control device is characterized in that the temperature control so that the temperature of the ring belt is lower than the temperature of the dummy substrate.
  • one side of the main roller is characterized in that the sixth adhesive treatment means for providing an adhesive force greater than the adhesive force between the ring belt and the micro unit between the target substrate and the micro unit.
  • the sixth adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using a plasma.
  • the sixth adhesive treatment means is a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs).
  • SAMs self-assembled monolayers
  • the sixth adhesive treatment means is an irradiation apparatus for irradiating a laser or ultraviolet rays or ion beams.
  • the sixth adhesion processing means is composed of a sixth temperature control device, wherein the sixth temperature control device is characterized in that the temperature control so that the temperature of the target substrate is lower than the temperature of the ring belt.
  • one side of the auxiliary roller is provided with a fifth adhesion treatment means for providing an adhesive force greater than the adhesive force between the dummy substrate and the micro unit between the ring belt and the micro unit, one side of the main roller And a sixth adhesive treatment means for providing an adhesive force greater than that between the belt and the micro unit between the target substrate and the micro unit.
  • the adhesive force between the ring belt and the micro unit provided by the fifth adhesive treatment means is smaller than the adhesive force between the target substrate and the micro unit provided by the sixth adhesive treatment means.
  • the ring belt is characterized in that the third polymer layer is integrally formed on one side of the metal sheet, and the microunit of the dummy substrate is attached to the third polymer layer.
  • the ring belt is made of a Mobius strip and at the same time the fourth polymer layer is integrally formed on the other side of the metal sheet, and the microunit of the dummy substrate is attached to the third and fourth polymer layers. It is characterized by.
  • the main roller is characterized in that the movement of the position of the main roller so that the degree to which the ring belt is pressed against the target substrate can be adjusted.
  • high performance devices and structures that have been developed in conventional semiconductor and nanotechnology can be formed on a flexible substrate. This can result in a performance improvement of 10 to 100 times over a flexible product using conventional organic materials. For example, since the charge transfer speed of the organic semiconductor, which is being applied to a flexible product, is less than one hundredth of that of the silicon semiconductor, the information processing speed of the organic semiconductor device is more than 100 times lower than that of the silicon semiconductor.
  • the present invention can greatly improve productivity.
  • the biggest advantage of printed electronics using conventional roll-to-roll printing is to improve productivity, and in the present invention, it is possible to greatly improve productivity through a production system using rollers and belts. Do.
  • FIG. 1 is a view for explaining a process of releasing a micro unit from a dummy substrate and laminating it on a target substrate.
  • FIG. 2 is a view showing the configuration of a layered structure manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing the configuration of a layered structure manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a view showing the shape of the auxiliary roller of the layered structure manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • 5 to 7 is a view showing the configuration of a layered structure manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining a process of forming a layered structure by stacking different micro units for each layer.
  • feed stage 220 auxiliary roller
  • main roller 240 first adhesive treatment means
  • first auxiliary roller 330 second auxiliary roller
  • ring belt 342 metal sheet
  • first polymer layer 346 second polymer layer
  • first tension roller 360 second tension roller
  • feed stage 420 auxiliary roller
  • main roller 440 ring belt
  • metal sheet 444 third polymer layer
  • the basic concept of implementing a high performance flexible product is to stack microunits such as a high performance silicon semiconductor device, a compound semiconductor device, a microstructure, and a nanostructure, which are manufactured by conventional technology, on a flexible target substrate.
  • Silicon semiconductor devices and compound semiconductor devices manufactured by the existing technology are very brittle, do not bend well, and tend to break under bending load, and thus cannot be applied to flexible products.
  • the silicon semiconductor device and the compound semiconductor device are manufactured at a very high process temperature of 900 ° C. or higher, a polymer substrate used as a flexible target substrate may not withstand the process temperature (900 ° C.).
  • microunits such as silicon semiconductor devices, compound semiconductor devices, microstructures and nanostructures using a high temperature (900 ° C.) process using conventional semiconductor technology
  • wet the microunits thus manufactured And a process of being able to be easily separated from the base material through a dry visual process, and 3) removing the microunit from the base material and arranging and laminating it on a flexible substrate to produce a layered structure.
  • the micro-unit U is formed on a dummy substrate (DS) that is brittle, such as a silicon wafer.
  • DS dummy substrate
  • the micro unit (U) has already gone through processes requiring high temperature processes such as doping, oxidation, high temperature thin film deposition, and rapid thermal processing (RTP), and may be composed of one or more various materials depending on the application. It may include an interconnection line for electrical connection therein and a nanostructure for improving performance.
  • the micro unit (U) is a device (combination of structures that can independently function) or a structure (or a micro structure, an object that is assembled with other structures to perform a function instead of performing an independent function on its own) It includes, and the characteristic length L of the micro unit (U) may have a variety of scale of 0.01um ⁇ 100um.
  • the microform unit U formed on the dummy substrate DS using a conformal deformation chuck (CDC) is used for the conformal deformation chuck (CDC). Is attached to the lower surface of the substrate and removed from the dummy substrate DS.
  • the conformal deformation chuck (CDC) uses a polymer-based material having a very small modulus of elasticity, and van der Waals' force or positive force generated on the surface of the conformal deformation chuck (CDC). It is attached or adhered to the device or structure by using electric power, chemical bonding force, and the like.
  • another important element of the conformal deformation chuck (CDC) is that it is flexibly deformed.
  • the conformal deformation chuck CDC is connected to the microunit U. It is also important to determine the choice and shape of materials with flexible deformability in order to make good contact with them flexibly.
  • the micro-units U attached to the conformal deformation chuck CDC are stacked on the target substrate TS as they come into contact with the target substrate TS. have.
  • the adhesive force between the conformal deformation chuck (CDC) and the micro unit (U) should be smaller than the adhesive force between the micro unit (U) and the target substrate (TS).
  • a method capable of controlling adhesive force is required. That is, when the adhesive force between the target substrate TS and the micro unit U is greater than the adhesive force between the conformal deformation chuck CDC and the micro unit U, the minute adhered to the conformal deformation chuck CDC is small.
  • the micro units U When the unit U is brought into contact with the target substrate TS, the micro units U are stacked on the target substrate TS.
  • the academic foundation for transferring metal thin films, silicon nanoribbons, nanotubes, etc. to a target substrate (TS) using a PDMS chuck has been studied.
  • the target substrate TS of a flexible material is released by releasing the micro unit U provided on the dummy substrate DS made of a hard material.
  • An apparatus for manufacturing a layered structure for stacking on a layer) will be described for each embodiment.
  • the apparatus for manufacturing a layered structure according to the first embodiment releases a micro unit (U) provided on a dummy substrate (DS) of a rigid material and stacks it on a target substrate (TS) of a flexible material.
  • a micro unit (U) provided on a dummy substrate (DS) of a rigid material and stacks it on a target substrate (TS) of a flexible material.
  • TS target substrate
  • the transfer stage 110 may be configured as a system such as a conveyor for supporting the dummy substrate DS and performing a plane transfer.
  • the micro-unit U is provided on the upper surface of the dummy substrate DS to be plane-fed by the transfer stage 110.
  • the micro-unit U is subjected to high temperature processes such as doping, oxidation, high temperature thin film deposition, and RTP.
  • high temperature processes such as doping, oxidation, high temperature thin film deposition, and RTP.
  • it may be a high-performance silicon semiconductor device, a compound semiconductor device, a microstructure, a nanostructure, and the like, and may include interconnection lines for electrical connection therein and nanostructures for improving performance.
  • the dummy substrate DS may use materials widely used in silicon semiconductor and compound semiconductor processes, such as silicon wafers, alumina wafers, glass wafers, quartz wafers, and the like, and all of these materials have a high brittleness. It doesn't bend easily. Therefore, the dummy substrate DS cannot be transferred using a roller like the target substrate TS, and must be transferred using the transfer stage 110 for plane transfer as described above.
  • the main roller 120 winds and rolls the target substrate TS so that the dummy substrate DS and the target substrate TS are compressed to each other so that the micro-unit U of the dummy substrate DS is rolled.
  • substrate TS As a part to be laminated
  • the target substrate (TS) is appropriate to use a substrate of a flexible polymer material, it is possible to use a commercially available material such as PI, PET, PES.
  • a uniform polymer substrate material may be used, but a substrate material on which a metal wire for electrical connection is already formed, that is, a flexible printed circuit board may be used.
  • alignment between the target substrate TS and the micro unit U is required, and when the micro unit U is formed on the dummy substrate DS, the micro unit U is formed. It can be formed in consideration of the alignment of the liver.
  • the main roller 120 is installed to be positioned at a position close to the micro unit U provided on the upper surface of the dummy substrate DS to be plane-fed, and the outer peripheral portion of the main roller 120 is provided.
  • the target substrate TS is wound and rolled, and the main roller 120 is installed to be moved in position so that the target substrate TS and the micro unit U can be compressed together.
  • the main roller 120 is installed to be movable in position so that the gap with the dummy substrate DS is adjusted. For example, when the main roller 120 is moved downward in FIG. 2, the target substrate ( When the TS and the micro unit U are compressed to each other and the main roller 120 is moved upward in FIG. 2, the pressing of the target substrate TS and the micro unit U is released.
  • the main roller 120 and the dummy in addition to the main roller 120 is moved to the upper or lower position of FIG. 2 so that the target substrate TS and the micro unit U can be compressed or released from each other.
  • the target substrate TS and the micro-unit U may be compressed or released from each other by allowing the angle shift to be controlled to form an angle between the substrates DS.
  • the main roller 120 may be installed so that the angle between the dummy substrate DS is adjusted, for example, the main substrate TS and the micro unit U may be compressed together.
  • One end of the main roller 120 ascends upward in FIG. 2 in a state where the roller 120 and the dummy substrate DS are parallel to each other so that an angle between the main roller 120 and the dummy substrate DS is increased.
  • the pressing of the target substrate TS and the micro unit U is released.
  • the micro-unit (U) provided on the dummy substrate (DS) is effectively attached to and stacked on the target substrate (TS) rolled by the mail roller, the dummy substrate (DS) on one side of the main roller 120 And adhesive processing means 130 for providing an adhesive force greater than that between the micro-unit U and the target substrate TS and the micro-unit U.
  • the adhesive treatment means Reference numeral 130 is a process for generating an adhesive force of size “b” between the target substrate TS and the micro-unit U such that “a ⁇ b”.
  • the adhesive treatment means 130 may be, for example, a surface treatment apparatus using plasma, a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs), an irradiation apparatus for irradiating a laser or ultraviolet ray or ion beam, a temperature control apparatus, or the like. This can be used.
  • SAMs self-assembled monolayers
  • irradiation apparatus for irradiating a laser or ultraviolet ray or ion beam
  • a temperature control apparatus or the like. This can be used.
  • An adhesive treatment may be performed by depositing a self-assembled monomolecular film on the surface of the target substrate TS using the surface treatment apparatus using the self-assembled monomolecular film.
  • An adhesive treatment may be performed by causing light to irradiate the surface of the target substrate TS by using an irradiation apparatus for irradiating the laser or ultraviolet rays or ion beams to cause electrostatic force.
  • the temperature control device performs an adhesive treatment to control the temperature of the target substrate TS.
  • the adhesive force between the target substrate TS made of a polymer material and the micro unit U is changed as the elastic modulus of the polymer material changes.
  • the elastic modulus increases, the cohesion also increases, and the elastic modulus is sensitive to temperature. In other words, when the temperature is lowered, the adhesive force increases as the modulus of elasticity increases, thereby enabling the adhesive treatment.
  • the layered structure manufacturing apparatus of the second embodiment comprises a transfer stage 210, the auxiliary roller 220 and the main roller 230, the transfer stage 210 is a first Since the transfer stage 110 of the embodiment is the same, a description thereof will be omitted. Meanwhile, the dummy substrate DS, the target substrate TS, and the micro unit U of the second embodiment are also the same as the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • auxiliary roller 220 is a part attached to the outer periphery of the micro-unit (U) of the dummy substrate (DS) in contact with the dummy substrate (DS) and compressed rotation, as shown in (a) of FIG. Likewise, it is composed of a core 224a having a predetermined thickness and rigidly configured with the flexible polymer layer 222a.
  • the polymer layer 222a is composed of a material having a small elastic modulus and a high elongation to flexibly contact the microunit U formed on the dummy substrate DS.
  • a polymer-based material such as PDMS (polydimethylsiloxane) Can be used.
  • the core 224a may be made of a material that is harder than the polymer layer 222a such as stainless steel or aluminum and has a small deformation.
  • the auxiliary roller 220 is installed to be positioned at a position close to the micro unit U provided on the upper surface of the dummy substrate DS to be plane-transferd, and thus the polymer layer of the auxiliary roller 220.
  • 222a and the micro unit (U) is installed so as to be movable in position so as to be compressed together.
  • the auxiliary roller 220 is installed so as to move the position so that the gap with the dummy substrate (DS) is adjusted, for example, when the auxiliary roller 220 is moved to the lower position of Figure 3 the auxiliary roller ( When the polymer layer 222a of the 220 and the micro unit U are compressed to each other, and the auxiliary roller 220 is moved upward in FIG. 3, the polymer layer 222a and the micro of the auxiliary roller 220 are moved. Compression of the unit U is released.
  • the auxiliary roller 220 and the dummy in addition to the method in which the auxiliary roller 220 is moved upward or downward in FIG. 3 so that the auxiliary roller 220 and the micro unit U can be compressed or released from each other.
  • the auxiliary roller 220 and the micro unit U may be compressed or released from each other by allowing the angle shift to be controlled so as to adjust the angle between the substrates DS.
  • the auxiliary roller 220 may be installed to adjust the angle between the dummy substrate (DS), for example, the auxiliary roller 220 and the micro-unit (U) to be compressed to each other
  • DS dummy substrate
  • U micro-unit
  • One end of the auxiliary roller 220 ascends upward in FIG. 3 in a state where the roller 220 and the dummy substrate DS are parallel to each other so that the angle between the auxiliary roller 220 and the dummy substrate DS is increased.
  • the pressing of the target substrate TS and the micro unit U is released.
  • the main roller 230 is a micro unit attached to the outer circumference of the auxiliary roller 220 as the auxiliary roller 220 and the target substrate TS is wound around the target substrate TS so as to be compressed to each other.
  • substrate TS can comprise, for example with the roller used for a general roll-to-roll process system.
  • the main roller 230 is installed to be positioned at a position facing the transfer stage 210 based on the auxiliary roller 220, and the target portion is formed at the outer circumference of the main roller 230.
  • the substrate TS is wound and rolled, and the main roller 230 is installed to be movable in position so that the target substrate TS and the micro unit U can be compressed together.
  • the main roller 230 is installed to move the position so that the interval with the auxiliary roller 220 is adjusted, for example, the target substrate TS when the main roller 230 is moved downward in FIG. And the micro unit U are compressed to each other, and the compression of the target substrate TS and the micro unit U is released when the main roller 230 is moved upward in FIG. 3.
  • the main roller 230 and the dummy may be moved in addition to the main roller 230 moved upward or downward in FIG. 3 so that the target substrate TS and the micro unit U may be compressed or released from each other.
  • the target substrate TS and the micro-unit U may be compressed or released from each other by allowing the angle shift to be controlled to form an angle between the substrates DS.
  • the main roller 230 may be installed to adjust the angle between the dummy substrate (DS), for example, the main substrate (TS) and the micro unit (U) to be compressed to each other
  • DS dummy substrate
  • TS main substrate
  • U micro unit
  • the amount of deformation of the angle between the main roller 230 and the dummy substrate DS is preferably larger than the amount of deformation of the angle between the auxiliary roller 220 and the dummy substrate DS. This is to facilitate the deformation of the angle between the auxiliary roller 220 and the dummy substrate DS after generating an angular displacement between the roller 230 and the dummy substrate DS.
  • a first adhesive treatment means 240 is provided to provide an adhesive force greater than the adhesive force between the micro units U between the polymer layer 222a of the auxiliary roller 220 and the micro units U.
  • the adhesive force between the dummy substrate DS and the micro unit U is referred to as "c"
  • the adhesive force between the polymer layer 222a of the auxiliary roller 220 and the micro unit U is referred to as "d”.
  • the first adhesive treatment means 240 is a process such that the adhesive force of the "d" size is generated between the polymer layer 222a of the auxiliary roller 220 and the micro unit (U) so that "c ⁇ d" It is.
  • the first adhesive treatment means 240 is a surface treatment apparatus using plasma, a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs), an irradiation apparatus for irradiating a laser or ultraviolet ray or ion beam. , Temperature control devices and the like can be used.
  • the micro-roller (U) attached to the polymer layer 222a which is the outer circumferential portion of the auxiliary roller 220, is effectively attached to the target substrate TS to one side of the main roller 230, the auxiliary roller 220
  • the second adhesive treatment means 250 is provided to provide an adhesive force greater than that between the polymer layer 222a and the microunit U between the target substrate TS and the microunit U.
  • the adhesive force between the polymer layer 222a of the auxiliary roller 220 and the micro unit U is referred to as "d"
  • the adhesive force between the target substrate TS and the micro unit U is referred to as "e”.
  • the second adhesive treatment means 250 is to process the adhesive force of the "e” size between the target substrate TS and the micro-unit (U) so that "d ⁇ e”.
  • the second adhesive treatment means 250 may be a surface treatment apparatus using plasma, a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs), a laser, ultraviolet light, or an ion beam. Irradiation apparatus, temperature control apparatus, etc. to irradiate may be used.
  • SAMs self-assembled monolayers
  • Irradiation apparatus, temperature control apparatus, etc. to irradiate may be used.
  • the first adhesive treatment means 240 the first temperature control device is a dummy As the temperature of the polymer layer 222a is lower than the temperature of the substrate DS, the adhesion between the polymer layer 222a and the microunit U is greater than the adhesion between the dummy substrate DS and the microunit U.
  • the second adhesive treatment means 250 (the second temperature control device) has a lower temperature between the polymer layer 222a and the micro unit U as the temperature of the target substrate TS is lower than that of the polymer layer 222a.
  • the adhesive force between the target substrate TS and the micro unit U may be greater than the adhesive force.
  • the alignment between the target substrate TS and the micro unit U is required, and thus the micro unit U on the dummy substrate DS. It is said that it is formed in consideration of the alignment between the micro-units (U), the alignment between the target substrate TS and the micro-units (U) can be made by having a predetermined pattern on the outer peripheral surface of the auxiliary roller 220. .
  • the microunit U provided on the dummy substrate DS is formed.
  • the auxiliary roller 220 is laminated on the target substrate TS in correspondence with the pattern of the polymer layer 222b. As such, by having a predetermined pattern on the outer circumferential surface of the auxiliary roller 220, even when using the target substrate TS on which the wiring is already formed, it is not necessary to separately align the micro units U on the dummy substrate DS.
  • the pattern formed on the outer circumferential surface of the auxiliary roller 220 contacts only a part of the plurality of micro units U provided on the dummy substrate DS, and thus, the part of the minute contacted with the pattern formed on the outer circumferential surface of the auxiliary roller 220. Only the unit U may be used to be transferred away from the dummy substrate DS to the target substrate TS. By doing so, the micro-units U can be densely formed on the dummy substrate DS, and the micro-units U can be arranged sparsely on the target substrate TS. In this way, the spacing of the micro units U on the target substrate TS can be arranged differently from the dummy substrate.
  • the transfer stage 310 In the apparatus for manufacturing a layered structure according to the third embodiment, as illustrated in FIG. 5, the transfer stage 310, the first auxiliary roller 320, the second auxiliary roller 330, the ring belt 340, and the first tension roller are shown in FIG. 5. It comprises a 350 and the second tension roller 360, the transfer stage 310 is the same as the transfer stage 110 of the first embodiment, so a description thereof will be omitted. Meanwhile, since the dummy substrate DS, the target substrate TS, and the micro unit U of the third embodiment are also the same as the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
  • the first sub-roller 320 and the second sub-roller 330 is a part for circulating the ring belt 340, the first sub-roller 320 on the top surface of the dummy substrate (DS) to be plane-transfer It is installed to be located in a position close to the micro-unit (U) provided, the second auxiliary roller 330 is installed to be located at a position spaced apart from the first auxiliary roller 320 by a predetermined distance.
  • the ring belt 340 is wound around the first auxiliary roller 320 and the second auxiliary roller 330 to be circulated.
  • the first auxiliary roller 320 is the ring belt 340 and the dummy substrate.
  • the micro-unit U of the dummy substrate DS is attached to the ring belt 340.
  • first tension rollers 350 and second tension rollers 360 are respectively installed on both sides of the second auxiliary roller 330.
  • the first tension roller 350 is Is installed on one side of the second auxiliary roller 330 to roll so that the target substrate (TS) is supplied
  • the second tension roller 360 is installed on the other side of the second auxiliary roller 330 is the target substrate (TS) ) To be discharged.
  • the target substrate TS positioned between the first tension roller 350 and the second tension roller 360 is in a state in which the target substrate TS is compressed with the second auxiliary roller 330, and the target substrate TS and the target substrate TS are compressed.
  • the ring belts 340 are brought into contact with each other in a compressed state.
  • the ring belt 340 is circulated by the first auxiliary roller 320 and the second auxiliary roller 330, and the first tension roller 350 and the second tension roller 360.
  • the micro unit U of the dummy substrate DS is attached to a portion of the ring belt 340 that is compressed by the first auxiliary roller 320.
  • the ring belt 340 and the target substrate TS are compressed by the second auxiliary roller 330 and finally stacked on the target substrate TS.
  • the ring belt 340 is formed of a metal sheet 342 in contact with the first auxiliary roller 320 and the second auxiliary roller 330, and is a micro-unit (U). It is preferable that the portion to which the) is attached is formed of the first polymer layer 344.
  • the ring belt 340 is formed of a Mobius strip, the center portion is made of a metal sheet 342 and at the same time the first polymer layer on both sides of the metal sheet 342. 344, the second polymer layer 346 is preferably formed.
  • the ring belt 340 is configured in the shape of a Mobius strip, both one side and the other side of the ring belt 340 may be used, thereby increasing the life of the ring belt 340.
  • the first sub-roller 320, the second sub-roller 330, the first tension roller 350 and the second tension roller 360 are installed so as to be movable, respectively, in particular, the second sub-roller
  • the position of the first tension roller 350 and the second tension roller 360 may be installed to allow the ring belt 340 to be compressed to the target substrate TS by 330. do.
  • a third adhesive treatment means 370 is provided for providing the adhesive force greater than the adhesive force between the U) between the ring belt 340 and the micro unit (U).
  • the third adhesion The processing means 370 is to process the adhesive force having a size of " g " between the ring belt 340 and the micro unit U so that " f "
  • the third adhesive treatment means 370 is a surface treatment apparatus using plasma, a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs), an irradiation apparatus for irradiating a laser or ultraviolet ray or ion beam. , Temperature control devices and the like can be used.
  • a fourth adhesion treatment means 380 is provided to provide an adhesion force greater than the adhesion force between U) between the target substrate TS and the micro unit U.
  • the fourth adhesion The processing means 380 is to process the adhesive force having a size of "h” between the target substrate TS and the micro unit U such that "g ⁇ h” is generated.
  • the fourth adhesive treatment means 380 is a surface treatment apparatus using plasma, a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs), irradiation for irradiating a laser or ultraviolet ray or ion beam.
  • a device, a temperature control device and the like can be used.
  • the temperature control device is used as the third adhesive treatment means 370 and the fourth adhesive treatment means 380
  • the target substrate TS and the target temperature are lower than the adhesive force g between the ring belt 340 and the micro unit U such that the temperature is lower than the temperature processed by the temperature control device of the third adhesive treatment means 370.
  • the adhesive force h between the microunits U can be increased.
  • the third adhesion processing means 370 (the third temperature control device) is a dummy.
  • the adhesive force between the ring belt 340 and the microunit U is greater than the adhesion between the dummy substrate DS and the microunit U.
  • the fourth adhesion processing means 380 (the fourth temperature control device) is formed between the ring belt 340 and the micro unit U as the temperature of the target substrate TS is lower than the temperature of the ring belt 340.
  • the adhesive force between the target substrate TS and the micro unit U may be greater than the adhesive force.
  • one side of the second tension roller 360 for discharging the target substrate TS is provided with a spray nozzle 390 for spraying the coating liquid to the target substrate TS on which the micro-unit (U) is stacked do.
  • the coating liquid may be sprayed through the injection nozzle 390, and the coating liquid may be uniformly coated on the target substrate TS by using a separate means, and the target substrate TS may be separated by using a separate temperature control means.
  • the coating liquid applied to can be made into a solid phase.
  • the injection nozzle 390 may be used as a means for injecting polymer resin or conductive ink, and may be used as a conventional spray injector or inkjet nozzle, and may be used on a target substrate TS by using a nozzle for injecting conductive ink. It is also possible to form electrical interconnections between the stacked microunits U.
  • the alignment control to monitor the alignment state of the micro unit (U) stacked on the target substrate (TS) at a position opposite to the second auxiliary roller 330, and to control the alignment state of the micro unit (U) Module 395 is provided. That is, when using the target substrate TS in which the wiring is already formed in the first embodiment, alignment between the target substrate TS and the micro unit U is required. Accordingly, the micro unit U on the dummy substrate DS is thus required. It is said that the formation is made in consideration of the alignment between the micro-unit (U), to control the alignment, while optically observing the area where the target substrate (TS) and the micro-unit (U) is stacked, An alignment control module 395 is used to control the alignment between the microunits U.
  • the first tension roller 350 positioned on the supply side of the target substrate TS is an unwinding roller, and the second tension positioned on the discharge side of the target substrate TS.
  • the micro-units U may be laminated on the substrate TS in a state where a tensile strain is caused.
  • the flexible product thus manufactured has characteristics that are robust to external tensile strain.
  • the layered structure manufacturing apparatus of the fourth embodiment includes a transfer stage 410, an auxiliary roller 420, a main roller 430, and a ring belt 440.
  • 410 is the same as the transfer stage 110 of the first embodiment, so description thereof will be omitted.
  • the dummy substrate DS, the target substrate TS, and the micro unit U of the fourth embodiment are also the same as those of the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • the auxiliary roller 420 and the main roller 430 is a part for circulating the ring belt 440, the auxiliary roller 420 is a micro-unit (U) provided on the upper surface of the dummy substrate (DS) to be transferred in a plane
  • the main roller 430 is installed to be positioned at a position close to the main roller 430 and is disposed at a position spaced apart from the auxiliary roller 420 by a predetermined distance.
  • the ring belt 440 is wound around the auxiliary roller 420 and the main roller 430 to be circulated, and the auxiliary roller 420 is compressed so that the ring belt 440 and the dummy substrate DS are compressed to each other. As the ring belt 440 is rolled and rolled, the micro unit U of the dummy substrate DS is attached to the ring belt 440.
  • a target substrate TS is supplied between the main roller 430 and one side of the ring belt 440 to discharge a target substrate TS between the main roller 430 and the other side of the ring belt 440.
  • the target substrate TS may be in a compressed state by the compression between the main roller 430 and the ring belt 440.
  • the ring belt 440 is circulated by the auxiliary roller 420 and the main roller 430, and a target substrate TS between the main roller 430 and one side of the ring belt 440.
  • the target substrate TS is discharged between the main roller 430 and the other side of the ring belt 440, the micro-unit U of the dummy substrate DS is formed by the auxiliary roller 420.
  • the ring belt 440 and the target substrate TS are compressed by the main roller 430 and then circulated toward the main roller 430 after being attached to the compressed ring belt 440. Are stacked.
  • the ring belt 440 is made of a Mobius strip
  • the center portion is made of a metal sheet 444 and the third polymer layer on both sides of the metal sheet 442 at the same time 444
  • the fourth polymer layer 446 is preferably formed.
  • the auxiliary roller 420 and the main roller 430 are installed so as to be movable in position, and in particular, the ring belt 440 is compressed by the main roller 430 to the target substrate TS. It is possible to move the position of the main roller 430 is installed so that it can be adjusted.
  • the dummy substrate DS and the micro unit U are disposed at one side of the auxiliary roller 420.
  • a fifth adhesion treatment means 470 is provided to provide adhesion between the ring belt 440 and the micro-unit U greater than that of the liver.
  • the processing means 470 is to process the adhesive force having a size of "j" between the ring belt 440 and the micro unit U so that "i ⁇ j".
  • the fifth adhesive treatment means 470 is a surface treatment apparatus using plasma, a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs), an irradiation apparatus for irradiating a laser or ultraviolet rays or ion beams. , Temperature control devices and the like can be used.
  • a sixth adhesive treatment means 480 is provided to provide an adhesive force greater than the adhesive force between the target substrate TS and the micro unit U.
  • the sixth adhesion The processing means 480 is to process such that "k” size adhesive force is generated between the target substrate TS and the minute unit U such that "j ⁇ k”.
  • the sixth adhesive treatment means 480 uses a surface treatment apparatus using plasma, a surface treatment apparatus using self-assembled monolayers (SAMs), a laser or ultraviolet rays, or an ion beam. Irradiation apparatus, temperature control apparatus, etc. to irradiate may be used.
  • SAMs self-assembled monolayers
  • Irradiation apparatus, temperature control apparatus, etc. to irradiate may be used.
  • the target substrate TS and the target temperature are lower than the adhesive force j between the ring belt 440 and the micro unit U by allowing the temperature to be lower than the temperature processed by the temperature control device of the fifth adhesion treatment means 470.
  • the adhesive force k between the microunits U can be made large.
  • the fifth adhesion processing means 470 and the fifth temperature control device are dummy.
  • the adhesive force between the ring belt 440 and the micro unit U is greater than that between the dummy substrate DS and the micro unit U.
  • the sixth adhesion processing means 480 (the sixth temperature control device) is formed between the ring belt 440 and the micro-unit U as the temperature of the target substrate TS is lower than the temperature of the ring belt 440.
  • the adhesive force between the target substrate TS and the micro unit U may be greater than the adhesive force.
  • an injection nozzle for injecting a polymer resin or conductive ink may be provided in the micro-unit (U) on which the target substrate (TS) is stacked, the polymer resin or conductive ink is injected through the injection nozzle, the main roller
  • the polymer resin or the conductive ink is uniformly applied on the target substrate TS by using the compressive force between the 430 and the ring belt 440, and the sixth adhesive treatment means 480 and the sixth temperature of the main roller 430.
  • the polymer resin or conductive ink can be cured into a solid phase.
  • the spray nozzle may be used as a means for spraying polymer resin or conductive ink, and may be used as a conventional spray sprayer or inkjet nozzle, and may be minutely stacked on the target substrate TS by using a nozzle for spraying conductive ink. It is also possible to form an electrical interconnect between the units U.
  • the first smile unit U1 is stacked, the second smile unit U2 is secondly stacked, and the third smile unit U3 is finally stacked to produce a multi-layered structure.
  • one layered structure manufacturing apparatus is installed on one side and another layered structure manufacturing apparatus is installed on the other side in series, and each microstructured unit ( U4 and U5 may be supplied to be sequentially arranged on one target substrate TS.
  • an additional layered structure manufacturing apparatus may be used to arrange various types of microunits U4, U5, ... on one target substrate TS. Can be.
  • the present invention can be applied to mass production of flexible products using high-performance devices manufactured in existing silicon and compound semiconductor technologies and nanotechnology, and structures having various size scales on a flexible substrate. By forming, it can be applied to mass production of new composite materials with stratified structure.

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Abstract

본 발명은 고성능의 미소유닛을 유연한 기판 상에 계층적으로 형성할 수 있는 대량 생산 제조장치인 계층화 구조물 제조 장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 계층화 구조물 제조 장치는, 단단한 재질의 더미기판(dummy substrate) 상에 구비된 미소유닛을 릴리스(release)하여 유연한 재질의 타겟기판(target substrate) 상에 적층하기 위한 계층화 구조물 제조 장치에 있어서, 상기 더미기판을 지지하여 평면이송시키는 이송스테이지; 및 상기 더미기판과 상기 타겟기판이 서로 압착되도록 상기 타겟기판을 감아 롤링시킴에 따라 상기 더미기판의 미소유닛이 상기 타겟기판에 적층되게 하는 메인롤러;를 포함하여 구성된다.

Description

계층화 구조물 제조 장치
본 발명은 계층화 구조물 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고성능의 미소유닛을 유연한 기판 상에 계층적으로 형성할 수 있는 대량 생산 제조장치인 계층화 구조물 제조 장치에 관한 것이다.
실리콘반도체 관련 기술은 급속도로 발전하고 있고, 이러한 실리콘반도체(semiconductor)뿐만 아니라 각종 화합물반도체(compound semiconductor) 등은 대량의 정보를 빠른 속도로 처리할 수 있어서 광학소자, 광통신 및 무선통신 등의 분야에서 인간의 생활에 큰 도움을 주고 있으며, IT혁명을 가능하게 하였다.
한편, 이제까지 반도체 관련 기술의 발전은 반도체의 집적도를 향상시킴으로써 보다 고성능화, 대용량화, 초고속화를 실현하는데 초점이 있었으나, 최근 반도체관련 가공 기술이 나노 영역으로 확대되면서 반도체의 집적도 향상에 대한 한계가 나타나고 있다.
반도체의 집적도 향상에 대한 한계가 나타남에 따라 여러 전문가는 플렉서블한 제품이 미래 IT산업을 주도할 것으로 판단하고 있고, 이러한 이유로 최근에는 플렉서블한 IT제품에 대한 다양한 기술들이 개발되고 있다.
한편, 기존의 플렉서블 제품 제조 기술은 폴리머 기반의 각종 유기물을 이용하는 데에 초점이 있었으나, 이처럼 유기물을 이용한 제품은 실리콘반도체나 화합물반도체 등에 비하여 성능이 현저하게 떨어진다는 단점이 있다. 그 이유는 유기물 기반의 전자소자는 전자이동속도 면에서 단결정 실리콘 전자소자에 비하여 100배 내지 1000배 정도 느리고, 탄소나노튜브에 비해서는 10000배 이상 느리기 때문이다.
반면에 실리콘반도체나 화합물반도체는 성능이 매우 우수하지만, 취성(brittleness)이 매우 강하고, 변형이 어렵기 때문에 플렉서블한 제품에 적용되기가 어렵다는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 성능이 우수한 반도체 소자 및 구조물, 나노 소재 등을 유연한 기판에 형성하여 고성능 플렉서블 디스플레이나 플렉서블 메모리, 플렉서블 태양 전지 등의 플렉서블 제품을 개발하는 기술이 활발하게 연구되고 있다.
따라서, 취성이 강한 소자 및 구조물을 플렉서블한 기판 위에 형성함으로써 고성능 플렉서블 제품을 대량으로 생산할 수 있는 장치가 요구된다.
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 우수한 성능을 지니는 실리콘반도체 및 화합물반도체, 나노구조물 등을 플렉서블한 타겟기판 상에 배열 및 적층함으로써 고성능의 유연한 계층화 구조물을 대량으로 생산할 수 있는 계층화 구조물 제조 장치에 관한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 계층화 구조물 제조 장치는, 단단한 재질의 더미기판(dummy substrate) 상에 구비된 미소유닛을 릴리스(release)하여 유연한 재질의 타겟기판(target substrate) 상에 적층하기 위한 계층화 구조물 제조 장치에 있어서, 상기 더미기판을 지지하여 평면이송시키는 이송스테이지; 및 상기 더미기판과 상기 타겟기판이 서로 압착되도록 상기 타겟기판을 감아 롤링시킴에 따라 상기 더미기판의 미소유닛이 상기 타겟기판에 적층되게 하는 메인롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 메인롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 점착처리수단은 온도제어장치로 구성되고, 상기 온도제어장치는 상기 더미기판의 온도보다 상기 타겟기판의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 메인롤러는 상기 더미기판과의 간격이 조절되도록 위치이동이 가능한 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 메인롤러는 상기 더미기판과 이루는 사이 각도가 조절되도록 각도변위가 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 계층화 구조물 제조 장치는, 단단한 재질의 더미기판(dummy substrate) 상에 구비된 미소유닛을 릴리스(release)하여 유연한 재질의 타겟기판(target substrate) 상에 적층하기 위한 계층화 구조물 제조 장치에 있어서, 상기 더미기판을 지지하여 평면이송시키는 이송스테이지; 상기 더미기판과 맞닿아 압착회전함에 따라 상기 더미기판의 미소유닛이 외주부에 부착되는 보조롤러; 및 상기 보조롤러와 상기 타겟기판이 서로 압착되도록 상기 타겟기판을 감아 롤링시킴에 따라 상기 보조롤러의 외주부에 부착된 미소유닛이 상기 타겟기판에 적층되게 하는 메인롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 보조롤러와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제1점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1점착처리수단은 제1온도제어장치로 구성되고, 상기 제1온도제어장치는 상기 더미기판의 온도보다 상기 보조롤러의 외주부 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 메인롤러의 일측에는 상기 보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제2점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제2점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제2점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제2점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제2점착처리수단은 제2온도제어장치로 구성되고, 상기 제2온도제어장치는 상기 보조롤러의 외주부의 온도보다 상기 타겟기판의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 보조롤러와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제1점착처리수단이 구비되고, 상기 보조롤러의 타측에는 상기 보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제2점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1점착처리수단에 의해 제공되는 상기 보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력은 상기 제2점착처리수단에 의해 제공되는 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 작은 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 보조롤러는 상기 더미기판과의 간격이 조절되도록 위치이동이 가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 보조롤러는 상기 더미기판과 이루는 사이 각도가 조절되도록 각도변위가 가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 메인롤러는 상기 보조롤러와의 간격이 조절되도록 위치이동이 가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 메인롤러는 상기 보조롤러와 이루는 사이 각도가 조절되도록 각도변위가 가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 보조롤러는 외주면에 소정의 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 계층화 구조물 제조 장치는, 단단한 재질의 더미기판(dummy substrate) 상에 구비된 미소유닛을 릴리스(release)하여 유연한 재질의 타겟기판(target substrate) 상에 적층하기 위한 계층화 구조물 제조 장치에 있어서, 상기 더미기판을 지지하여 평면이송시키는 이송스테이지; 상기 더미기판과 근접한 위치에 설치된 제1보조롤러; 상기 제1보조롤러와 소정거리 이격되어 설치된 제2보조롤러; 상기 제1보조롤러와 제2보조롤러에 감겨 순환되고, 상기 제1보조롤러에 의해 상기 더미기판에 맞닿아 압착되어 상기 더미기판의 미소유닛이 부착되는 링벨트; 및 상기 제2보조롤러에 의해 상기 링벨트가 상기 타겟기판과 압착되도록 상기 타겟기판의 공급측에 위치된 제1텐션롤러 및 배출측에 위치된 제2텐션롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 제1보조롤러와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제3점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제3점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제3점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제3점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제3점착처리수단은 제3온도제어장치로 구성되고, 상기 제3온도제어장치는 상기 더미기판의 온도보다 상기 링벨트의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제2보조롤러의 일측에는 상기 제1보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제4점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제4점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제4점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제4점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제4점착처리수단은 제4온도제어장치로 구성되고, 상기 제4온도제어장치는 상기 링벨트의 온도보다 상기 타겟기판의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 제1보조롤러와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제3점착처리수단이 구비되고, 상기 제2보조롤러의 일측에는 상기 제1보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제4점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제3점착처리수단에 의해 제공되는 상기 제1보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력은 상기 제4점착처리수단에 의해 제공되는 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 작은 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제2텐션롤러의 일측에는 상기 미소유닛이 적층된 타겟기판으로 도포액을 분사하는 분사노즐이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 링벨트는 메탈시트의 일측에 제1폴리머층이 일체형으로 형성되고, 상기 제1폴리머층에 상기 더미기판의 상기 미소유닛이 부착되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 링벨트는 뫼비우스의 띠 형상으로 이루어짐과 동시에 상기 메탈시트의 타측에 제2폴리머층이 일체형으로 형성되고, 상기 제1 및 제2폴리머층에 상기 더미기판의 상기 미소유닛이 부착되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제2보조롤러에 의해 상기 링벨트가 상기 타겟기판과 압착되는 정도가 조절될 수 있도록 상기 제1텐션롤러 및 제2텐션롤러의 위치이동이 가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제2보조롤러와 대향되는 위치에 상기 타겟기판에 적층되는 미소유닛의 정렬 상태를 감시하고, 상기 미소유닛의 정렬 상태를 제어하는 정렬제어모듈이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 계층화 구조물 제조 장치는, 단단한 재질의 더미기판(dummy substrate) 상에 구비된 미소유닛을 릴리스(release)하여 유연한 재질의 타겟기판(target substrate) 상에 적층하기 위한 계층화 구조물 제조 장치에 있어서, 상기 더미기판을 지지하여 평면이송시키는 이송스테이지; 상기 더미기판과 근접한 위치에 설치된 보조롤러; 상기 보조롤러와 소정거리 이격되어 설치된 메인롤러; 및 상기 보조롤러와 메인롤러에 감겨 순환되고, 상기 보조롤러에 의해 상기 더미기판에 맞닿아 압착되어 상기 더미기판의 미소유닛이 부착되는 링벨트;를 포함하여 이루어지고, 상기 타겟기판은 상기 메인롤러와 상기 링벨트의 일측 사이로 공급되어 상기 메인롤러와 상기 링벨트의 타측 사이로 배출되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 링벨트와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제5점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제5점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제5점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제5점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제5점착처리수단은 제5온도제어장치로 구성되고, 상기 제5온도제어장치는 상기 더미기판의 온도보다 상기 링벨트의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 메인롤러의 일측에는 상기 링벨트와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제6점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제6점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제6점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제6점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제6점착처리수단은 제6온도제어장치로 구성되고, 상기 제6온도제어장치는 상기 링벨트의 온도보다 상기 타겟기판의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 링벨트와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제5점착처리수단이 구비되고, 상기 메인롤러의 일측에는 상기 링벨트와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제6점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제5점착처리수단에 의해 제공되는 상기 링벨트와 상기 미소유닛 간의 점착력은 상기 제6점착처리수단에 의해 제공되는 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 작은 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 링벨트는 메탈시트의 일측에 제3폴리머층이 일체형으로 형성되고, 상기 제3폴리머층에 상기 더미기판의 상기 미소유닛이 부착되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 링벨트는 뫼비우스의 띠 형상으로 이루어짐과 동시에 상기 메탈시트의 타측에 제4폴리머층이 일체형으로 형성되고, 상기 제3 및 제4폴리머층에 상기 더미기판의 상기 미소유닛이 부착되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 메인롤러에 의해 상기 링벨트가 상기 타겟기판과 압착되는 정도가 조절될 수 있도록 상기 메인롤러의 위치이동이 가능한 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 기존의 반도체 기술과 나노 기술에서 개발되어온 고성능 소자 및 구조물을 플렉서블한 기판 위에 형성할 수 있다. 이것은 기존의 유기물을 이용한 플렉서블한 제품에 비하여 10배에서 100배 이상의 성능 향상을 가져올 수 있다. 일례로 플렉서블 제품에 응용이 시도되고 있는 유기물 반도체의 전하이동 속도는 실리콘 반도체에 비하여 100분의 1 수준 이하이므로, 유기물 반도체 소자의 정보처리 속도는 실리콘 반도체에 비하여 100배 이상 떨어지게 된다.
둘째, 본 발명은 생산성을 크게 향상할 수 있다. 기존의 롤투롤(roll-to-roll) 프린팅을 이용한 인쇄전자소자(printed electronics)의 가장 큰 장점은 생산성 향상에 있으며, 본 발명에서도 롤러 및 벨트를 이용한 생산시스템을 통하여 생산성을 크게 향상시키는 것이 가능하다.
셋째, 크기 스케일이 다양한 소자 및 구조물을 대량으로 조립하여 제품을 만드는 것이 가능하다. 종래의 롤투롤 프린팅 기술은 아직까지 10~20um이하의 구조물을 제조하기에는 여러 가지 한계가 있으나, 본 발명에서 제시된 생산 시스템은 크기 스케일의 제약을 극복할 수 있고, 다양한 크기 스케일을 지니는 소자 및 구조물을 계층적으로 조립하여 제품을 만드는 것이 가능하다.
도 1은 더미기판으로부터 미소유닛을 릴리스하여 타겟기판에 적층하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 계층화 구조물 제조 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 계층화 구조물 제조 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 계층화 구조물 제조 장치의 보조롤러의 형상을 나타내는 도면.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 계층화 구조물 제조 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 8은 층별로 각각 다른 미소유닛을 적층하여 계층화 구조물을 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
DS:더미기판 TS:타겟기판
U:미소유닛 110:이송스테이지
120:메인롤러 130:점착처리수단
210:이송스테이지 220:보조롤러
230:메인롤러 240:제1점착처리수단
250:제2점착처리수단 310:이송스테이지
320:제1보조롤러 330:제2보조롤러
340:링벨트 342:메탈시트
344:제1폴리머층 346:제2폴리머층
350:제1텐션롤러 360:제2텐션롤러
370:제3점착수단 380:제4점착수단
390:분사노즐 395:정렬제어모듈
410:이송스테이지 420:보조롤러
430:메인롤러 440:링벨트
442:메탈시트 444:제3폴리머층
446:제4폴리머층 470:제5점착수단
480:제6점착수단
[실시예]
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.
고성능 플렉서블 제품을 구현하는 기본 개념은 기존의 기술로 제조된 고성능 실리콘반도체 소자, 화합물 반도체 소자, 마이크로 구조물, 나노 구조체 등과 같은 미소유닛을 플렉서블한 타겟기판 상에 적층하는 것이다.
기존의 기술로 제조된 실리콘반도체 소자 및 화합물반도체 소자는 매우 취성이 강하고, 잘 휘어지지 않으며, 굽힘 하중 시에 부러지는 경향이 강하므로, 플렉서블 제품에 적용할 수 없다.
또한, 실리콘반도체 소자 및 화합물반도체 소자는 900℃ 이상의 매우 높은 공정 온도에서 제조되기 때문에 플렉서블한 타겟기판으로 이용되는 폴리머 재질의 기판은 상기 공정 온도(900℃)를 견딜 수 없다.
따라서 1) 기존의 반도체 기술을 이용하여 실리콘반도체 소자, 화합물 반도체 소자, 마이크로 구조물, 나노 구조체 등과 같은 미소유닛을 고온(900℃) 공정을 통해 자유롭게 제조하는 과정, 2) 이렇게 제조된 미소유닛을 습식 및 건식 시각 공정을 통하여 모재로부터 쉽게 떨어질 수 있도록 가공하는 과정, 3) 미소유닛을 모재로부터 떼어내어 플렉서블한 기판에 배열 및 적층하는 과정을 통해 계층화 구조물을 제조하도록 한다.
상기 "3)" 과정에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 실리콘웨이퍼 등과 같이 취성이 강한 더미기판(dummy substrate, DS) 상에 미소유닛(U)이 형성되어 있다. 이러한 미소유닛(U)은 도핑(doping), 산화, 고온 박막 증착, RTP(Rapid Thermal Processing) 등의 고온 공정이 필요한 공정들을 이미 거친 것으로서, 응용 제품에 따라 1개 이상의 다양한 소재로 구성될 수 있으며, 내부에 전기적인 연결을 위한 인터커넥션 라인(interconnection line) 및 성능 향상을 위한 나노 구조물을 포함할 수도 있다.
상기 미소유닛(U)은 소자(스스로 독립적인 기능을 할 수 있는 구조물의 조합)나 구조물(또는 미소 구조물, 자체적으로 독립적인 기능을 수행하는 것이 아니라, 다른 구조물과 조립되어 기능을 수행하는 물체)을 포함하며, 미소유닛(U)의 특성 길이 L은 0.01um~100um의 다양한 스케일을 지닐 수 있다. 더미기판(DS) 상에서 미소유닛(U)에 필요한 공정을 마친 후에는 더미기판(DS)으로부터 쉽게 릴리즈(release)될 수 있도록 희생층을 적절히 사용할 필요가 있다.
도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 컨포멀 디포메이션 척(conformal deformation chuck, CDC)을 이용하여 더미기판(DS) 상에 형성된 미소유닛(U)을 상기 컨포멀 디포메이션 척(CDC)의 하면에 부착시켜 더미기판(DS)으로부터 떼어낸 형상이 나타나 있다. 상기 컨포멀 디포메이션 척(CDC)은 탄성계수가 매우 작은 폴리머 계열의 소재를 이용하며, 컨포멀 디포메이션 척(CDC)의 표면에 발생하는 반데르발스의 힘(Van der Waals’ force)이나 정전력, 화학적인 결합력 등을 이용하여 소자 또는 구조물에 점착 또는 접착하게 된다. 한편, 상기 컨포멀 디포메이션 척(CDC)의 또 다른 중요한 요소는 유연하게 변형된다는 것이다. 더미기판(DS), 타겟기판(TS) 및 컨포멀 디포메이션 척(CDC)은 자체적으로 휨(warpage)과 같은 변형이 있을 수 있으므로, 컨포멀 디포메이션 척(CDC)이 미소유닛(U)과 유연하게 잘 접촉하기 위해서는 유연한 변형성을 지니는 소재의 선택 및 형상을 결정하는 것도 중요하다.
도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 컨포멀 디포메이션 척(CDC)에 부착되었던 미소유닛(U)이 타겟기판(TS)과 맞닿음에 따라 타겟기판(TS) 상으로 적층된 것이 나타나 있다. 이를 위해서는 컨포멀 디포메이션 척(CDC)과 미소유닛(U) 간의 점착력이 미소유닛(U)과 타겟기판(TS) 간의 점착력보다 작아야 한다. 이를 위해서 점착력을 제어할 수 있는 방법이 필요하다. 즉, 타겟기판(TS)과 미소유닛(U) 간의 점착력이 컨포멀 디포메이션 척(CDC)과 미소유닛(U) 간의 점착력보다 더 큰 경우에 컨포멀 디포메이션 척(CDC)에 부착되어 있던 미소유닛(U)을 타겟기판(TS)에 맞닿도록 접촉시키면, 미소유닛(U)이 타겟기판(TS)에 적층된다. 이러한 원리를 이용하여 금속박막, 실리콘나노리본, 나노튜브 등을 PDMS(polydimethylsiloxane) 척을 이용하여 타겟기판(TS)으로 이송하는 학술적인 토대는 이미 연구된 바가 있다.
이하에서는, 도 1의 (a), (b), (c)에 도시된 바와 같이, 단단한 재질의 더미기판(DS) 상에 구비된 미소유닛(U)을 릴리스하여 유연한 재질의 타겟기판(TS) 상에 적층하기 위한 계층화 구조물 제조 장치를 각 실시예별로 설명하기로 한다.
[제1실시예]
제1실시예의 계층화 구조물 제조 장치는 단단한 재질의 더미기판(dummy substrate, DS) 상에 구비된 미소유닛(U)을 릴리스(release)하여 유연한 재질의 타겟기판(target substrate, TS) 상에 적층하기 위한 계층화 구조물 제조 장치로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 이송스테이지(110)와 메인롤러(120)를 포함하여 이루어진다.
상기 이송스테이지(110)는 상기 더미기판(DS)을 지지하여 평면이송시키기 위한 부분으로서, 예컨대, 컨베이어(conveyor)와 같은 시스템으로 구성될 수 있다.
상기 이송스테이지(110)에 의해 평면이송되는 더미기판(DS)의 상면에는 미소유닛(U)이 마련되어 있는데, 이러한 미소유닛(U)은 도핑, 산화, 고온 박막 증착, RTP 등의 고온 공정을 통해 형성된 것으로서, 고성능 실리콘반도체 소자, 화합물 반도체 소자, 마이크로 구조물, 나노 구조체 등이 될 수 있으며, 내부에 전기적인 연결을 위한 인터커넥션 라인 및 성능 향상을 위한 나노 구조물을 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 더미기판(DS)은 실리콘웨이퍼, 알루미나웨이퍼, 글라스웨이퍼, 석영웨이퍼 등과 같이, 실리콘반도체 및 화합물반도체 공정에 널리 사용되는 소재들을 이용할 수 있으며, 이들 소재의 공통점은 모두 취성이 강하며, 쉽게 휘어지지 않는다는 점이다. 따라서 더미기판(DS)은 타겟기판(TS)처럼 롤러를 이용하여 이송할 수 없으며, 상술한 바와 같이 평면이송을 위한 이송스테이지(110)를 이용해서 이송해야 한다.
상기 메인롤러(120)는 상기 더미기판(DS)과 상기 타겟기판(TS)이 서로 압착되도록 상기 타겟기판(TS)을 감아 롤링시킴에 따라 상기 더미기판(DS)의 미소유닛(U)이 상기 타겟기판(TS)에 적층되게 하는 부분으로서, 예컨대, 일반적인 롤투롤 공정 시스템에 사용되는 롤러로 구성할 수 있다.
여기서, 상기 타겟기판(TS)은 유연한 폴리머 소재의 기판을 사용하는 것이 적절하며, PI, PET, PES 등과 같이 상업적으로 쉽게 구입할 수 있는 소재를 사용할 수 있다. 상기 타겟기판(TS)으로는 균일한 폴리머 기판 소재를 이용할 수도 있으나, 전기적인 연결을 위한 금속 배선이 이미 형성된 기판 소재, 즉, 유연한 인쇄회로기판 등을 이용할 수 있다. 배선이 이미 형성된 타겟기판(TS)을 이용할 때에는 타겟기판(TS)과 미소유닛(U) 간의 정렬이 필요하며, 상기 더미기판(DS) 상에서 미소유닛(U)을 형성할 때에 미소유닛(U) 간의 정렬을 고려하여 형성할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 메인롤러(120)는 평면이송되는 더미기판(DS)의 상면에 마련된 미소유닛(U)에 근접한 위치에 위치하도록 설치되고, 상기 메인롤러(120)의 외주부에 상기 타겟기판(TS)이 감겨 롤링되며, 상기 메인롤러(120)는 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착될 수 있도록 위치이동이 가능하도록 설치된다.
즉, 상기 메인롤러(120)는 상기 더미기판(DS)과의 간격이 조절되도록 위치이동이 가능하도록 설치되며, 예컨대, 상기 메인롤러(120)가 도 2의 하방으로 위치이동 시 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착되고, 상기 메인롤러(120)가 도 2의 상방으로 위치이동 시 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)의 압착이 해제된다.
이처럼 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착 또는 해제될 수 있도록 상기 메인롤러(120)가 도 2의 상방 또는 하방으로 위치이동하는 방식 이외에도 상기 메인롤러(120)와 상기 더미기판(DS) 이루는 사이 각도가 조절되도록 각도변위가 가능하도록 하여 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착 또는 해제되도록 할 수도 있다.
즉, 상기 메인롤러(120)는 상기 더미기판(DS)과의 사이 각도가 조절되도록 설치될 수 있으며, 예컨대, 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착될 수 있도록 상기 메인롤러(120)와 상기 더미기판(DS)이 평행한 상태에서 상기 메인롤러(120)의 일단이 도 2의 상방으로 상승하여 상기 메인롤러(120)와 상기 더미기판(DS)과의 사이 각도가 예각이 되면 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)의 압착이 해제되는 것이다.
한편, 더미기판(DS) 상에 마련된 미소유닛(U)이 메일롤러에 의해 롤링되는 타겟기판(TS)에 효과적으로 부착되어 적층되기 위해서, 상기 메인롤러(120)의 일측에는 상기 더미기판(DS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U) 간에 제공하기 위한 점착처리수단(130)이 구비된다.
즉, 상기 더미기판(DS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "a"라 하고, 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "b"라고 하면, 상기 점착처리수단(130)은 "a<b"가 되도록 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U) 간에 "b" 크기의 점착력이 발생하도록 처리를 하는 것이다.
상기 점착처리수단(130)은, 예컨대, 플라즈마를 이용한 표면처리장치, 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치, 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치, 온도제어장치 등이 사용될 수 있다.
상기 플라즈마를 이용한 표면처리장치 반도체 또는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 공정에 널리 사용되는 장치로서, 이를 사용하여 타겟기판(TS)의 표면을 처리하여 점착처리를 할 수 있다.
상기 자기조립 단분자막을 이용한 표면처리장치를 사용하여 타겟기판(TS)의 표면에 자기조립 단분자막을 증착시킴으로써 점착처리를 할 수 있다.
상기 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치를 사용하여 타겟기판(TS)의 표면에 광을 조사하여 정전력을 유발시킴으로써 점착처리를 할 수 있다.
상기 온도제어장치는 타겟기판(TS)의 온도를 제어하기 점착처리를 하는 것으로서, 일반적으로 폴리머 소재로 이루어진 타겟기판(TS)과 미소유닛(U) 간의 점착력은 폴리머 소재의 탄성계수가 변화함에 따라 변화하는데, 탄성계수가 커지면 점착력도 함께 증가하며, 이러한 탄성계수는 온도에 민감하게 반응한다. 즉, 온도를 낮추면 탄성계수가 커지면서 점착력이 증가하게 되어 점착처리가 가능한 것이다.
[제2실시예]
제2실시예의 계층화 구조물 제조 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이송스테이지(210), 보조롤러(220) 및 메인롤러(230)를 포함하여 이루어지며, 상기 이송스테이지(210)는 제1실시예의 이송스테이지(110)와 동일하므로 설명을 생략하도록 한다. 한편, 제2실시예의 더미기판(DS), 타겟기판(TS) 및 미소유닛(U)도 제1실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 보조롤러(220)는 상기 더미기판(DS)과 맞닿아 압착회전함에 따라 상기 더미기판(DS)의 미소유닛(U)이 외주부에 부착되는 부분으로서, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 소정의 두께를 갖고 유연한 폴리머층(222a)과 단단하게 구성된 코어(224a)로 이루어진다.
폴리머층(222a)은 더미기판(DS) 상에 형성된 미소유닛(U)과 유연하게 접촉될 수 있도록 탄성계수가 작고 연신율이 큰 소재로 구성되며, 예컨대, PDMS(polydimethylsiloxane) 등과 같은 폴리머 계열의 소재가 사용될 수 있다.
코어(224a)는 스테인리스강(stainless steel)이나 알루미늄(aluminium) 등과 같이 폴리머층(222a)보다 매우 단단하여 변형이 작은 특성을 지니는 소재로 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 보조롤러(220)는 평면이송되는 더미기판(DS)의 상면에 마련된 미소유닛(U)에 근접한 위치에 위치하도록 설치되어, 상기 보조롤러(220)의 폴리머층(222a)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착될 수 있도록 위치이동이 가능하도록 설치된다.
즉, 상기 보조롤러(220)는 상기 더미기판(DS)과의 간격이 조절되도록 위치이동이 가능하도록 설치되며, 예컨대, 상기 보조롤러(220)가 도 3의 하방으로 위치이동 시 상기 보조롤러(220)의 폴리머층(222a)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착되고, 상기 보조롤러(220)가 도 3의 상방으로 위치이동 시 상기 보조롤러(220)의 폴리머층(222a)과 상기 미소유닛(U)의 압착이 해제된다.
이처럼 상기 보조롤러(220)와 상기 미소유닛(U)이 서로 압착 또는 해제될 수 있도록 상기 보조롤러(220)가 도 3의 상방 또는 하방으로 위치이동하는 방식 이외에도 상기 보조롤러(220)와 상기 더미기판(DS) 이루는 사이 각도가 조절되도록 각도변위가 가능하도록 하여 상기 보조롤러(220)와 상기 미소유닛(U)이 서로 압착 또는 해제되도록 할 수도 있다.
즉, 상기 보조롤러(220)는 상기 더미기판(DS)과의 사이 각도가 조절되도록 설치될 수 있으며, 예컨대, 상기 보조롤러(220)와 상기 미소유닛(U)이 서로 압착될 수 있도록 상기 보조롤러(220)와 상기 더미기판(DS)이 평행한 상태에서 상기 보조롤러(220)의 일단이 도 3의 상방으로 상승하여 상기 보조롤러(220)와 상기 더미기판(DS)과의 사이 각도가 예각이 되면 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)의 압착이 해제되는 것이다.
상기 메인롤러(230)는 상기 보조롤러(220)와 상기 타겟기판(TS)이 서로 압착되도록 상기 타겟기판(TS)을 감아 롤링시킴에 따라 상기 보조롤러(220)의 외주부에 부착된 미소유닛(U)이 상기 타겟기판(TS)에 적층되게 하는 부분으로서, 예컨대, 일반적인 롤투롤 공정 시스템에 사용되는 롤러로 구성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인롤러(230)는 보조롤러(220)를 기준으로 상기 이송스테이지(210)와 마주보는 위치에 위치하도록 설치되고, 상기 메인롤러(230)의 외주부에 상기 타겟기판(TS)이 감겨 롤링되며, 상기 메인롤러(230)는 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착될 수 있도록 위치이동 가능하도록 설치된다.
즉, 상기 메인롤러(230)는 상기 보조롤러(220)와의 간격이 조절되도록 위치이동할 수 있도록 설치되며, 예컨대, 상기 메인롤러(230)가 도 3의 하방으로 위치이동 시 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착되고, 상기 메인롤러(230)가 도 3의 상방으로 위치이동 시 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)의 압착이 해제된다.
이처럼 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착 또는 해제될 수 있도록 상기 메인롤러(230)가 도 3의 상방 또는 하방으로 위치이동하는 방식 이외에도 상기 메인롤러(230)와 상기 더미기판(DS) 이루는 사이 각도가 조절되도록 각도변위가 가능하도록 하여 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착 또는 해제되도록 할 수도 있다.
즉, 상기 메인롤러(230)는 상기 더미기판(DS)과의 사이 각도가 조절되도록 설치될 수 있으며, 예컨대, 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)이 서로 압착될 수 있도록 상기 메인롤러(230)와 상기 더미기판(DS)이 평행한 상태에서 상기 메인롤러(230)의 일단이 도 3의 상방으로 상승하여 상기 메인롤러(230)와 상기 더미기판(DS)과의 사이 각도가 예각이 되면 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U)의 압착이 해제되는 것이다.
이때, 상기 메인롤러(230)와 상기 더미기판(DS)과의 사이 각도의 변형량은 상기 보조롤러(220)와 상기 더미기판(DS)과의 사이 각도의 변형량보다 큰 것이 바람직하며, 이는 상기 메인롤러(230)와 상기 더미기판(DS)과의 사이의 각도변위를 발생시킨 후 상기 보조롤러(220)와 상기 더미기판(DS)과의 사이 각도를 변형하기 용이하도록 하기 위함이다.
한편, 상기 더미기판(DS) 상에 마련된 미소유닛(U)이 상기 보조롤러(220)의 폴리머층(222a)에 효과적으로 부착되기 위해서 상기 보조롤러(220)의 일측에는 상기 더미기판(DS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 보조롤러(220)의 폴리머층(222a)과 상기 미소유닛(U) 간에 제공하기 위한 제1점착처리수단(240)이 구비된다.
즉, 상기 더미기판(DS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "c"라 하고, 상기 보조롤러(220)의 폴리머층(222a)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "d"라고 하면, 상기 제1점착처리수단(240)은 "c<d"가 되도록 상기 보조롤러(220)의 폴리머층(222a)과 상기 미소유닛(U) 간에 "d" 크기의 점착력이 발생하도록 처리를 하는 것이다.
이러한 제1점착처리수단(240)은 제1실시예와 마찬가지로 플라즈마를 이용한 표면처리장치, 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치, 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치, 온도제어장치 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 보조롤러(220)의 외주부인 폴리머층(222a)에 부착된 미소유닛(U)이 상기 타겟기판(TS)에 효과적으로 부착되기 위해서 상기 메인롤러(230)의 일측에는 상기 보조롤러(220)의 폴리머층(222a)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U) 간에 제공하기 위한 제2점착처리수단(250)이 구비된다.
즉, 상기 보조롤러(220)의 폴리머층(222a)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "d"라 하고, 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "e"라고 하면, 상기 제2점착처리수단(250)은 "d<e"가 되도록 상기 타겟기판(TS) 상기 미소유닛(U) 간에 "e" 크기의 점착력이 발생하도록 처리를 하는 것이다.
한편, 상술한 제2점착처리수단(250)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 보조롤러(220)의 일측에 설치하는 것을 대신하여 상기 보조롤러(220)의 타측에 제2점착처리수단(250')을 설치할 수도 있음은 물론이다.
이러한 제2점착처리수단(250)은 제1점착처리수단(240)과 마찬가지로 플라즈마를 이용한 표면처리장치, 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치, 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치, 온도제어장치 등이 사용될 수 있다.
이때, 제1점착처리수단(240) 및 제2점착처리수단(250)으로 온도제어장치가 사용되는 경우에 대해 상세하게 설명하면, 제1점착처리수단(240, 제1온도제어장치)은 더미기판(DS)의 온도보다 폴리머층(222a)의 온도가 낮게함에 따라 상기 더미기판(DS)과 미소유닛(U) 간의 점착력보다 상기 폴리머층(222a)과 미소유닛(U) 간의 점착력이 더 크도록하고, 제2점착처리수단(250, 제2온도제어장치)은 폴리머층(222a)의 온도보다 타겟기판(TS)의 온도가 낮게함에 따라 상기 폴리머층(222a)과 미소유닛(U) 간의 점착력보다 상기 타겟기판(TS)과 미소유닛(U) 간의 점착력이 더 크도록 할 수 있다.
한편, 제1실시예에서 배선이 이미 형성된 타겟기판(TS)을 이용할 때에는 타겟기판(TS)과 미소유닛(U) 간의 정렬이 필요하며, 이에 따라 상기 더미기판(DS) 상에서 미소유닛(U)을 형성할 때에 미소유닛(U) 간의 정렬을 고려하여 형성한다고 하였는데, 타겟기판(TS)과 미소유닛(U) 간의 정렬은 상기 보조롤러(220)의 외주면에 소정의 패턴을 갖도록 함으로써 이루어질 수 있다.
즉, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 보조롤러(220)의 폴리머층(222b)이 요철부를 갖도록 소정의 패턴을 형성하면, 더미기판(DS) 상에 마련된 미소유닛(U)이 보조롤러(220)의 폴리머층(222b) 패턴에 대응하여 타겟기판(TS)에 적층하도록 하는 것이다. 이처럼 상기 보조롤러(220)의 외주면에 소정의 패턴을 갖도록 함으로써 배선이 이미 형성된 타겟기판(TS)을 이용할 때에도 더미기판(DS) 상에서 미소유닛(U)을 별도로 정렬할 필요가 없게 된다.
보조롤러(220)의 외주면에 형성된 패턴은 더미기판(DS) 상에 마련된 다수의 미소유닛(U) 중 일부에만 접촉하고, 이에 따라 보조롤러(220)의 외주면에 형성된 패턴에 접촉된 일부의 미소유닛(U)만이 더미기판(DS)에서 떨어져서 타겟기판(TS)으로 이송되도록 하는 데에 사용될 수 있다. 이렇게 함으로써 더미기판(DS) 상에 미소유닛(U)을 촘촘하게 형성하고, 타겟기판(TS) 상에는 듬성듬성하게 미소유닛(U)을 배열할 수 있다. 이러한 방법으로 타겟기판(TS) 상의 미소유닛(U)의 간격을 더미기판과는 다르게 배열할 수 있다.
[제3실시예]
제3실시예의 계층화 구조물 제조 장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 이송스테이지(310), 제1보조롤러(320), 제2보조롤러(330), 링벨트(340), 제1텐션롤러(350) 및 제2텐션롤러(360)를 포함하여 이루어지며, 상기 이송스테이지(310)는 제1실시예의 이송스테이지(110)와 동일하므로 설명을 생략하도록 한다. 한편, 제3실시예의 더미기판(DS), 타겟기판(TS) 및 미소유닛(U)도 제1실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 제1보조롤러(320) 및 제2보조롤러(330)는 상기 링벨트(340)를 순환시키기 위한 부분으로서, 상기 제1보조롤러(320)는 평면이송되는 더미기판(DS)의 상면에 마련된 미소유닛(U)에 근접한 위치에 위치하도록 설치되고, 상기 제2보조롤러(330)는 상기 제1보조롤러(320)와 소정거리 이격된 위치에 위치하도록 설치된다.
상술한 제1보조롤러(320) 및 제2보조롤러(330)에는 상기 링벨트(340)가 감겨 순환되는데, 이때, 상기 제1보조롤러(320)는 상기 링벨트(340)와 상기 더미기판(DS)이 서로 압착되도록 상기 링벨트(340)를 감아 롤링시킴에 따라 상기 더미기판(DS)의 미소유닛(U)이 상기 링벨트(340)에 부착되게 한다.
한편, 상기 제2보조롤러(330)의 양측에는 제1텐션롤러(350)와 제2텐션롤러(360)가 각각 설치되는데, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1텐션롤러(350)는 상기 제2보조롤러(330)의 일측에 설치되어 타겟기판(TS)이 공급되도록 롤링시키고, 상기 제2텐션롤러(360)는 상기 제2보조롤러(330)의 타측에 설치되어 타겟기판(TS)이 배출되도록 롤링시킨다.
한편, 제1텐션롤러(350)와 제2텐션롤러(360)의 사이에 위치된 타겟기판(TS)은 제2보조롤러(330)와 압착된 상태가 되어, 상기 타겟기판(TS)과 상기 링벨트(340)는 서로 압착된 상태로 당접하게 된다.
상술한 바와 같이, 상기 제1보조롤러(320) 및 제2보조롤러(330)에 의해 상기 링벨트(340)가 순환되고, 상기 제1텐션롤러(350)와 제2텐션롤러(360)에 의해 상기 타겟기판(TS)이 일측에서 타측으로 공급되는 경우에, 상기 더미기판(DS)의 미소유닛(U)은 제1보조롤러(320)에 의해 압착된 링벨트(340) 부분에 부착되어 제2보조롤러(330) 측으로 순환된 후 제2보조롤러(330)에 의해 링벨트(340)와 타겟기판(TS)이 압착됨에 따라 최종적으로 타겟기판(TS)에 적층된다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 링벨트(340)는 상기 제1보조롤러(320) 및 제2보조롤러(330)와 맞닿는 부분이 메탈시트(342)로 형성되고, 미소유닛(U)이 부착되는 부분이 제1폴리머층(344)으로 형성되는 것이 바람직하다.
또는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 링벨트(340)는 뫼비우스의 띠 형상으로 이루어지고, 중앙부분이 메탈시트(342)로 이루어짐과 동시에 상기 메탈시트(342)의 양측에 제1폴리머층(344), 제2폴리머층(346)이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 링벨트(340)를 뫼비우스 띠 형상으로 구성함에 따라 링벨트(340)의 일측면과 타측면 모두를 사용할 수 있으며, 이에 따라 링벨트(340)의 수명이 길어진다.
상술한 제1보조롤러(320), 제2보조롤러(330), 제1텐션롤러(350) 및 제2텐션롤러(360)는 각각 위치이동이 가능하도록 설치되며, 특히, 상기 제2보조롤러(330)에 의해 상기 링벨트(340)가 상기 타겟기판(TS)과 압착되는 정도가 조절될 수 있도록 상기 제1텐션롤러(350) 및 제2텐션롤러(360)의 위치이동이 가능하게 설치된다.
한편, 상기 더미기판(DS) 상에 마련된 미소유닛(U)이 상기 링벨트(340)에 효과적으로 부착되기 위해서 상기 제1보조롤러(320)의 일측에는 상기 더미기판(DS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 링벨트(340)와 상기 미소유닛(U) 간에 제공하기 위한 제3점착처리수단(370)이 구비된다.
즉, 상기 더미기판(DS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "f"라 하고, 상기 링벨트(340)와 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "g"라고 하면, 상기 제3점착처리수단(370)은 "f<g"가 되도록 상기 링벨트(340)와 상기 미소유닛(U) 간에 "g" 크기의 점착력이 발생하도록 처리를 하는 것이다.
이러한 제3점착처리수단(370)은 제1실시예와 마찬가지로 플라즈마를 이용한 표면처리장치, 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치, 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치, 온도제어장치 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 링벨트(340)에 부착된 미소유닛(U)이 상기 타겟기판(TS)에 효과적으로 부착되기 위해서 상기 제2보조롤러(330)의 일측에는 상기 링벨트(340)와 상기 미소유닛(U) 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U) 간에 제공하기 위한 제4점착처리수단(380)이 구비된다.
즉, 상기 링벨트(340)와 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "g"라 하고, 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "h"라고 하면, 상기 제4점착처리수단(380)은 "g<h"가 되도록 상기 타겟기판(TS) 상기 미소유닛(U) 간에 "h" 크기의 점착력이 발생하도록 처리를 하는 것이다.
이러한 제4점착처리수단(380)은 제3점착처리수단과 마찬가지로 플라즈마를 이용한 표면처리장치, 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치, 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치, 온도제어장치 등이 사용될 수 있다.
이때, 제3점착처리수단(370) 및 제4점착처리수단(380)으로 온도제어장치가 사용되는 경우에 대해 상세하게 설명하면, 제4점착처리수단(380)의 온도제어장치에 의해 처리된 온도가 제3점착처리수단(370)의 온도제어장치에 의해 처리된 온도보다 낮도록 하여 상기 링벨트(340)와 상기 미소유닛(U) 간의 점착력(g)보다 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력(h)이 크게 할 수 있다.
이때, 제3점착처리수단(370) 및 제4점착처리수단(380)으로 온도제어장치가 사용되는 경우에 대해 상세하게 설명하면, 제3점착처리수단(370, 제3온도제어장치)은 더미기판(DS)의 온도보다 링벨트(340)의 온도가 낮게함에 따라 상기 더미기판(DS)과 미소유닛(U) 간의 점착력보다 상기 링벨트(340)와 미소유닛(U) 간의 점착력이 더 크도록하고, 제4점착처리수단(380, 제4온도제어장치)은 링벨트(340)의 온도보다 타겟기판(TS)의 온도가 낮게함에 따라 상기 링벨트(340)와 미소유닛(U) 간의 점착력보다 상기 타겟기판(TS)과 미소유닛(U) 간의 점착력이 더 크도록 할 수 있다.
한편, 상기 타겟기판(TS)이 배출되게 하는 상기 제2텐션롤러(360)의 일측에는 상기 미소유닛(U)이 적층된 타겟기판(TS)으로 도포액을 분사하는 분사노즐(390)이 구비된다. 이러한 분사노즐(390)을 통해 도포액을 분사하고, 별도의 수단을 써 도포액이 타겟기판(TS) 상에 균일하게 도포할 수도 있으며, 별도의 온도제어수단을 사용하여 상기 타겟기판(TS)에 도포된 도포액을 고상으로 만들 수 있다.
상기 분사노즐(390)은 폴리머 레진이나 전도성 잉크 등을 분사하는 수단으로 이용되고, 기존의 스프레이 분사기나 잉크젯 노즐 등으로 사용할 수 있으며, 전도성 잉크를 분사하는 노즐을 이용하여 타겟기판(TS) 상에 적층된 미소유닛(U) 간에 전기적인 상호연결을 형성하는 것도 가능하다.
한편, 상기 제2보조롤러(330)와 대향되는 위치에 상기 타겟기판(TS)에 적층되는 미소유닛(U)의 정렬 상태를 감시하고, 상기 미소유닛(U)의 정렬 상태를 제어하는 정렬제어모듈(395)이 구비된다. 즉, 제1실시예에서 배선이 이미 형성된 타겟기판(TS)을 이용할 때에는 타겟기판(TS)과 미소유닛(U) 간의 정렬이 필요하며, 이에 따라 상기 더미기판(DS) 상에서 미소유닛(U)을 형성할 때에 미소유닛(U) 간의 정렬을 고려하여 형성한다고 하였는데, 이러한 정렬을 제어하기 타겟기판(TS)과 미소유닛(U)의 적층이 일어나는 영역을 광학적으로 관찰하면서 타겟기판(TS)과 미소유닛(U) 간의 정렬을 제어하는 정렬제어모듈(395)이 이용된다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 타겟기판(TS)의 공급측에 위치한 제1텐션롤러(350)를 언와인딩롤러(unwinding roller)로 하고, 타겟기판(TS)의 배출측에 위치한 제2텐션롤러(360)를 와인딩롤러(winding roller)로 하여, 상기 제1텐션롤러(350) 및 제2텐션롤러(360) 간의 거리를 조절하여 타겟기판(TS)의 장력(tension)을 제어함으로써, 타겟기판(TS)에 인장 변형률을 유발시킨 상태에서 미소유닛(U)을 적층시킬수도 있다. 이와 같이 제조된 플렉시블 제품은 외부 인장 변형률에 강인한 특징을 갖게 된다.
[제4실시예]
제4실시예의 계층화 구조물 제조 장치는, 도 8에 도시된 바와 같이, 이송스테이지(410), 보조롤러(420), 메인롤러(430), 링벨트(440)를 포함하여 이루어지며, 상기 이송스테이지(410)는 제1실시예의 이송스테이지(110)와 동일하므로 설명을 생략하도록 한다. 한편, 제4실시예의 더미기판(DS), 타겟기판(TS) 및 미소유닛(U)도 제1실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 보조롤러(420) 및 메인롤러(430)는 상기 링벨트(440)를 순환시키기 위한 부분으로서, 상기 보조롤러(420)는 평면이송되는 더미기판(DS)의 상면에 마련된 미소유닛(U)에 근접한 위치에 위치하도록 설치되고, 상기 메인롤러(430)는 상기 보조롤러(420)와 소정거리 이격된 위치에 위치하도록 설치된다.
상술한 보조롤러(420) 및 메인롤러(430)에는 상기 링벨트(440)가 감겨 순환되는데, 이때 상기 보조롤러(420)는 상기 링벨트(440)와 상기 더미기판(DS)이 서로 압착되도록 상기 링벨트(440)를 감아 롤링시킴에 따라 상기 더미기판(DS)의 미소유닛(U)이 상기 링벨트(440)에 부착되게 한다.
한편, 상기 메인롤러(430)와 상기 링벨트(440)의 일측 사이로 타겟기판(TS)이 공급되어 상기 메인롤러(430)와 상기 링벨트(440)의 타측 사이로 타겟기판(TS)이 배출되며, 상기 타겟기판(TS)은 상기 메인롤러(430)와 상기 링벨트(440) 간의 압착에 의해 압착된 상태가 될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 보조롤러(420) 및 메인롤러(430)에 의해 상기 링벨트(440)가 순환되고, 상기 메인롤러(430)와 상기 링벨트(440)의 일측 사이로 타겟기판(TS)이 공급되어 상기 메인롤러(430)와 상기 링벨트(440)의 타측 사이로 타겟기판(TS)이 배출되는 경우에, 상기 더미기판(DS)의 미소유닛(U)은 보조롤러(420)에 의해 압착된 링벨트(440) 부분에 부착되어 메인롤러(430) 측으로 순환된 후 메인롤러(430)에 의해 링벨트(440)와 타겟기판(TS)이 압착됨에 따라 최종적으로 타겟기판(TS)에 적층된다.
이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 링벨트(440)는 뫼비우스의 띠 형상으로 이루어지고, 중앙부분이 메탈시트(444)로 이루어짐과 동시에 상기 메탈시트(442)의 양측에 제3폴리머층(444), 제4폴리머층(446)이 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 보조롤러(420), 메인롤러(430)는 각각 위치이동이 가능하도록 설치되며, 특히, 상기 메인롤러(430)에 의해 상기 링벨트(440)가 상기 타겟기판(TS)과 압착되는 정도가 조절될 수 있도록 상기 메인롤러(430)의 위치이동이 가능하게 설치된다.
한편, 상기 더미기판(DS) 상에 마련된 미소유닛(U)이 상기 링벨트(440)에 효과적으로 부착되기 위해서 상기 보조롤러(420)의 일측에는 상기 더미기판(DS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 링벨트(440)와 상기 미소유닛(U) 간에 제공하기 위한 제5점착처리수단(470)이 구비된다.
즉, 상기 더미기판(DS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "i"라 하고, 상기 링벨트(440)와 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "j"라고 하면, 상기 제5점착처리수단(470)은 "i<j"가 되도록 상기 링벨트(440)와 상기 미소유닛(U) 간에 "j" 크기의 점착력이 발생하도록 처리를 하는 것이다.
이러한 제5점착처리수단(470)은 제1실시예와 마찬가지로 플라즈마를 이용한 표면처리장치, 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치, 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치, 온도제어장치 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 링벨트(440)에 부착된 미소유닛(U)이 상기 타겟기판(TS)에 효과적으로 부착되기 위해서 상기 메인롤러(430)의 일측에는 상기 링벨트(440)와 상기 미소유닛(U) 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U) 간에 제공하기 위한 제6점착처리수단(480)이 구비된다.
즉, 상기 링벨트(440)와 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "j"라 하고, 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력을 "k"라고 하면, 상기 제6점착처리수단(480)은 "j<k"가 되도록 상기 타겟기판(TS) 상기 미소유닛(U) 간에 "k" 크기의 점착력이 발생하도록 처리를 하는 것이다.
이러한 제6점착처리수단(480)은 제5점착처리수단(470)과 마찬가지로 플라즈마를 이용한 표면처리장치, 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치, 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치, 온도제어장치 등이 사용될 수 있다.
이때, 제5점착처리수단(470) 및 제6점착처리수단(480)으로 온도제어장치가 사용되는 경우에 대해 상세하게 설명하면, 제6점착처리수단(480)의 온도제어장치에 의해 처리된 온도가 제5점착처리수단(470)의 온도제어장치에 의해 처리된 온도보다 낮도록 하여 상기 링벨트(440)와 상기 미소유닛(U) 간의 점착력(j)보다 상기 타겟기판(TS)과 상기 미소유닛(U) 간의 점착력(k)이 크게 할 수 있다.
이때, 제5점착처리수단(470) 및 제6점착처리수단(480)으로 온도제어장치가 사용되는 경우에 대해 상세하게 설명하면, 제5점착처리수단(470, 제5온도제어장치)은 더미기판(DS)의 온도보다 링벨트(440)의 온도가 낮게함에 따라 상기 더미기판(DS)과 미소유닛(U) 간의 점착력보다 상기 링벨트(440)와 미소유닛(U) 간의 점착력이 더 크도록하고, 제6점착처리수단(480, 제6온도제어장치)은 링벨트(440)의 온도보다 타겟기판(TS)의 온도가 낮게함에 따라 상기 링벨트(440)와 미소유닛(U) 간의 점착력보다 상기 타겟기판(TS)과 미소유닛(U) 간의 점착력이 더 크도록 할 수 있다.
한편, 상기 타겟기판(TS)이 적층되는 미소유닛(U)에 폴리머 레진이나 전도성 잉크 등을 분사하는 분사노즐이 구비될 수 있으며, 이러한 분사노즐을 통해 폴리머 레진이나 전도성 잉크를 분사하고, 메인롤러(430)와 링벨트(440) 간의 압축력을 이용하여 폴리머 레진이나 전도성 잉크가 타겟기판(TS) 상에 균일하게 도포되도록 하며, 메인롤러(430)의 제6점착처리수단(480, 제6온도제어장치)를 사용하여 온도를 제어함에 따라 폴리머 레진이나 전도성 잉크를 경화시켜 고상으로 만들 수 있다.
상기 분사노즐은 폴리머 레진이나 전도성 잉크 등을 분사하는 수단으로 이용되고, 기존의 스프레이 분사기나 잉크젯 노즐 등으로 사용할 수 있으며, 전도성 잉크를 분사하는 노즐을 이용하여 타겟기판(TS) 상에 적층된 미소유닛(U) 간에 전기적인 상호연결을 형성하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 제1실시예, 제2실시예, 제3실시예, 제4실시예와 같은 계층화 구조물 제조 장치를 이용하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 타겟기판(TS)에 1차적으로 제1미소유닛(U1)을 적층시키고, 2차적으로 제2미소유닛(U2)을 적층시키며, 마지막으로 제3미소유닛(U3)을 적층시키면 다수 단으로 이루어진 계층화 구조물을 생산할 수 있다.
예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이, 일측에 하나의 계층화 구조물 제조 장치를 설치함과 동시에 타측에 다른 하나의 계층화 구조물 제조 장치를 직렬로 설치하고, 각각의 계층화 구조물 제조 장치에 서로 다른 미소유닛(U4, U5)을 공급하여 하나의 타겟기판(TS)에 순차적으로 배열되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수의 계층화 구조물 제조 장치 직렬로 연결한 경우 이외에도 추가적으로 계층화 구조물 제조 장치를 설치하면 다양한 종류의 미소유닛(U4, U5, ...)을 하나의 타겟기판(TS)에 배열시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 기존의 실리콘 및 화합물 반도체 기술 및 나노 기술에서 제조된 고성능 소자를 활용하여 플렉서블 제품을 대량 생산하는 데에 적용할 수 있으며, 다양한 크기 스케일을 지니는 구조물을 플렉서블한 기판 위에 형성함으로써 계층화 구조를 지닌 새로운 복합 재료를 대량 생산하는 데에도 적용될 수 있어 산업적 이용 가치가 충분히 높을 것으로 판단된다.

Claims (60)

  1. 단단한 재질의 더미기판(dummy substrate) 상에 구비된 미소유닛을 릴리스(release)하여 유연한 재질의 타겟기판(target substrate) 상에 적층하기 위한 계층화 구조물 제조 장치에 있어서,
    상기 더미기판을 지지하여 평면이송시키는 이송스테이지; 및
    상기 더미기판과 상기 타겟기판이 서로 압착되도록 상기 타겟기판을 감아 롤링시킴에 따라 상기 더미기판의 미소유닛이 상기 타겟기판에 적층되게 하는 메인롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 점착처리수단은 온도제어장치로 구성되고, 상기 온도제어장치는 상기 더미기판의 온도보다 상기 타겟기판의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 메인롤러는 상기 더미기판과의 간격이 조절되도록 위치이동이 가능한 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메인롤러는 상기 더미기판과 이루는 사이 각도가 조절되도록 각도변위가 가능한 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  9. 단단한 재질의 더미기판(dummy substrate) 상에 구비된 미소유닛을 릴리스(release)하여 유연한 재질의 타겟기판(target substrate) 상에 적층하기 위한 계층화 구조물 제조 장치에 있어서,
    상기 더미기판을 지지하여 평면이송시키는 이송스테이지;
    상기 더미기판과 맞닿아 압착회전함에 따라 상기 더미기판의 미소유닛이 외주부에 부착되는 보조롤러; 및
    상기 보조롤러와 상기 타겟기판이 서로 압착되도록 상기 타겟기판을 감아 롤링시킴에 따라 상기 보조롤러의 외주부에 부착된 미소유닛이 상기 타겟기판에 적층되게 하는 메인롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 보조롤러와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제1점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1점착처리수단은 제1온도제어장치로 구성되고, 상기 제1온도제어장치는 상기 더미기판의 온도보다 상기 보조롤러의 외주부 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 메인롤러의 일측에는 상기 보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제2점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제2점착처리수단은 제2온도제어장치로 구성되고, 상기 제2온도제어장치는 상기 보조롤러의 외주부의 온도보다 상기 타겟기판의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  20. 제9항에 있어서,
    상기 보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 보조롤러와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제1점착처리수단이 구비되고, 상기 보조롤러의 타측에는 상기 보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제2점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1점착처리수단에 의해 제공되는 상기 보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력은 상기 제2점착처리수단에 의해 제공되는 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 작은 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  22. 제9항에 있어서,
    상기 보조롤러는 상기 더미기판과의 간격이 조절되도록 위치이동이 가능한 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  23. 제9항에 있어서,
    상기 보조롤러는 상기 더미기판과 이루는 사이 각도가 조절되도록 각도변위가 가능한 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  24. 제9항에 있어서,
    상기 메인롤러는 상기 보조롤러와의 간격이 조절되도록 위치이동이 가능한 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  25. 제9항에 있어서,
    상기 메인롤러는 상기 보조롤러와 이루는 사이 각도가 조절되도록 각도변위가 가능한 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  26. 제9항에 있어서,
    상기 보조롤러는 외주면에 소정의 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  27. 단단한 재질의 더미기판(dummy substrate) 상에 구비된 미소유닛을 릴리스(release)하여 유연한 재질의 타겟기판(target substrate) 상에 적층하기 위한 계층화 구조물 제조 장치에 있어서,
    상기 더미기판을 지지하여 평면이송시키는 이송스테이지;
    상기 더미기판과 근접한 위치에 설치된 제1보조롤러;
    상기 제1보조롤러와 소정거리 이격되어 설치된 제2보조롤러;
    상기 제1보조롤러와 제2보조롤러에 감겨 순환되고, 상기 제1보조롤러에 의해 상기 더미기판에 맞닿아 압착되어 상기 더미기판의 미소유닛이 부착되는 링벨트; 및
    상기 제2보조롤러에 의해 상기 링벨트가 상기 타겟기판과 압착되도록 상기 타겟기판의 공급측에 위치된 제1텐션롤러 및 배출측에 위치된 제2텐션롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제1보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 제1보조롤러와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제3점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제3점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 제3점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 제3점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 제3점착처리수단은 제3온도제어장치로 구성되고, 상기 제3온도제어장치는 상기 더미기판의 온도보다 상기 링벨트의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  33. 제27항에 있어서,
    상기 제2보조롤러의 일측에는 상기 제1보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제4점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 제4점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 제4점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  36. 제33항에 있어서,
    상기 제4점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  37. 제33항에 있어서,
    상기 제4점착처리수단은 제4온도제어장치로 구성되고, 상기 제4온도제어장치는 상기 링벨트의 온도보다 상기 타겟기판의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  38. 제27항에 있어서,
    상기 제1보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 제1보조롤러와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제3점착처리수단이 구비되고, 상기 제2보조롤러의 일측에는 상기 제1보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제4점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 제3점착처리수단에 의해 제공되는 상기 제1보조롤러와 상기 미소유닛 간의 점착력은 상기 제4점착처리수단에 의해 제공되는 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 작은 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  40. 제27항에 있어서,
    상기 제2텐션롤러의 일측에는 상기 미소유닛이 적층된 타겟기판으로 도포액을 분사하는 분사노즐이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  41. 제27항에 있어서,
    상기 링벨트는 메탈시트의 일측에 제1폴리머층이 일체형으로 형성되고, 상기 제1폴리머층에 상기 더미기판의 상기 미소유닛이 부착되는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 링벨트는 뫼비우스의 띠 형상으로 이루어짐과 동시에 상기 메탈시트의 타측에 제2폴리머층이 일체형으로 형성되고, 상기 제1 및 제2폴리머층에 상기 더미기판의 상기 미소유닛이 부착되는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  43. 제27항에 있어서,
    상기 제2보조롤러에 의해 상기 링벨트가 상기 타겟기판과 압착되는 정도가 조절될 수 있도록 상기 제1텐션롤러 및 제2텐션롤러의 위치이동이 가능한 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  44. 제27항에 있어서,
    상기 제2보조롤러와 대향되는 위치에 상기 타겟기판에 적층되는 미소유닛의 정렬 상태를 감시하고, 상기 미소유닛의 정렬 상태를 제어하는 정렬제어모듈이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  45. 단단한 재질의 더미기판(dummy substrate) 상에 구비된 미소유닛을 릴리스(release)하여 유연한 재질의 타겟기판(target substrate) 상에 적층하기 위한 계층화 구조물 제조 장치에 있어서,
    상기 더미기판을 지지하여 평면이송시키는 이송스테이지;
    상기 더미기판과 근접한 위치에 설치된 보조롤러;
    상기 보조롤러와 소정거리 이격되어 설치된 메인롤러; 및
    상기 보조롤러와 메인롤러에 감겨 순환되고, 상기 보조롤러에 의해 상기 더미기판에 맞닿아 압착되어 상기 더미기판의 미소유닛이 부착되는 링벨트;를 포함하여 이루어지고,
    상기 타겟기판은 상기 메인롤러와 상기 링벨트의 일측 사이로 공급되어 상기 메인롤러와 상기 링벨트의 타측 사이로 배출되는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 링벨트와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제5점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 제5점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  48. 제46항에 있어서,
    상기 제5점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  49. 제46항에 있어서,
    상기 제5점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  50. 제46항에 있어서,
    상기 제5점착처리수단은 제5온도제어장치로 구성되고, 상기 제5온도제어장치는 상기 더미기판의 온도보다 상기 링벨트의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  51. 제46항에 있어서,
    상기 메인롤러의 일측에는 상기 링벨트와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제6점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 제6점착처리수단은 플라즈마를 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  53. 제51항에 있어서,
    상기 제6점착처리수단은 자기조립 단분자막(Self-assembled monolayers, SAMs)을 이용한 표면처리장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  54. 제51항에 있어서,
    상기 제6점착처리수단은 레이저 또는 자외선 또는 이온빔을 조사하는 조사장치인 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  55. 제51항에 있어서,
    상기 제6점착처리수단은 제6온도제어장치로 구성되고, 상기 제6온도제어장치는 상기 링벨트의 온도보다 상기 타겟기판의 온도가 낮도록 온도제어하는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  56. 제45항에 있어서,
    상기 보조롤러의 일측에는 상기 더미기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 링벨트와 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제5점착처리수단이 구비되고, 상기 메인롤러의 일측에는 상기 링벨트와 상기 미소유닛 간의 점착력보다 큰 점착력을 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간에 제공하기 위한 제6점착처리수단이 구비된 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 제5점착처리수단에 의해 제공되는 상기 링벨트와 상기 미소유닛 간의 점착력은 상기 제6점착처리수단에 의해 제공되는 상기 타겟기판과 상기 미소유닛 간의 점착력보다 작은 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  58. 제45항에 있어서,
    상기 링벨트는 메탈시트의 일측에 제3폴리머층이 일체형으로 형성되고, 상기 제3폴리머층에 상기 더미기판의 상기 미소유닛이 부착되는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 링벨트는 뫼비우스의 띠 형상으로 이루어짐과 동시에 상기 메탈시트의 타측에 제4폴리머층이 일체형으로 형성되고, 상기 제3 및 제4폴리머층에 상기 더미기판의 상기 미소유닛이 부착되는 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
  60. 제45항에 있어서,
    상기 메인롤러에 의해 상기 링벨트가 상기 타겟기판과 압착되는 정도가 조절될 수 있도록 상기 메인롤러의 위치이동이 가능한 것을 특징으로 하는 계층화 구조물 제조 장치.
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