[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR101487438B1 - 선택적 박리 및 전사 장치 및 방법 - Google Patents

선택적 박리 및 전사 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101487438B1
KR101487438B1 KR20120148852A KR20120148852A KR101487438B1 KR 101487438 B1 KR101487438 B1 KR 101487438B1 KR 20120148852 A KR20120148852 A KR 20120148852A KR 20120148852 A KR20120148852 A KR 20120148852A KR 101487438 B1 KR101487438 B1 KR 101487438B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
layer
dummy substrate
dummy
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR20120148852A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140079183A (ko
Inventor
임형준
김재현
이학주
최병익
이재종
최기봉
김기홍
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR20120148852A priority Critical patent/KR101487438B1/ko
Publication of KR20140079183A publication Critical patent/KR20140079183A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101487438B1 publication Critical patent/KR101487438B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group subclass H10D
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H10D89/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

본 발명은 선택적 박리 및 전사 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은, 웨이퍼 기판에 존재하는 고성능 소자 중 일부를 선택적으로 박리한 후 이를 모두 유연 기판에 전사하거나, 또는 웨이퍼 기판에 존재하는 고성능 소자 전체를 박리한 후 이를 유연 기판에 선택적으로 일부만 전사하거나, 또는 웨이퍼 기판에 존재하는 고성능 소자 중 일부를 선택적으로 박리한 후 이를 유연 기판에 선택적으로 일부만 전사할 수 있도록 하는, 선택적 박리 및 전사 장치 및 방법을 제공함에 있다.

Description

선택적 박리 및 전사 장치 및 방법 {Selective exfoliating and transferring apparatus and method for thin film device}
본 발명은 선택적 박리 및 전사 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체, 메모리, 센서 등과 같이 최소 패턴의 크기가 수 nm에 이르는 다양한 물질로 구성되어 고속신호처리, 고용량, 고감도, 고효율 등 성능이 극대화 된 전자 소자(이하 '고성능 소자'라 함) 기반의 제품에 대한 제조기술에 관한 것으로써, 구체적으로는 종래의 높은 성능을 유지하면서 휘어지거나, 구부러지는 형태를 지닌 고성능 유연 전자 소자의 제조에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 공정을 이용하는 고성능 소자들은 웨이퍼를 기반으로 한 코팅 공정, 노광 공정, 현상 공정, 식각 공정, 박막 공정, 이온주입 공정, 산화 공정, 확산 공정 등 다양한 방법을 통해 웨이퍼 기판 상에 구현이 된다. 이는 다이싱(dicing), 다이 본딩(die bonding), 와이어 본딩(wire bonding), 몰딩(molding) 등의 패키징 공정을 통하여 부품의 형태를 가지게 된다. 우리가 흔히 볼 수 있는 반도체, 메모리 칩(chip) 등이 이러한 과정을 통하여 생산이 이루어지게 된다. 대부분의 반도체 공정은 고온, 고압을 비롯하여 다양한 화학적 환경 등의 가혹한 조건에서 공정이 이루어지고 있으므로 기판을 포함하여 공정에 사용되는 모든 재료들이 이에 적합한 형태이어야 한다.
한편, 인쇄 전자 기술을 기반으로 유연한 소자 부품을 제작하고자 하는 시도가 이루어지고 있으며, 주로 디스플레이, RFID, 태양광발전 등 일부 제품군에 대해 적용하는 사례가 등장하고 있다. 인쇄 전자 기술의 경우 반도체 공정에 비해 비교적 낮은 온도이거나 상온에서 이루어지는 것이 일반적이며, 코팅 공정, 프린팅 공정, 패터닝 공정 등에 의해 소자가 제작되며 배선 및 전극 형성을 위한 후공정과 접합이나 절단 등의 과정을 거쳐 유연한 부품을 얻을 수 있게 된다.
종래의 소자 제작을 위한 공정은 각각의 방법에 따라 특징이 있다. 도 1과 같이 웨이퍼 기판을 기반으로 한 반도체 공정의 경우, 제작 가능한 최소 패턴의 크기가 수 nm까지 이르므로 고밀도에 기반을 둔 고성능 소자를 제작할 수 있으나 단단한 웨이퍼를 이용으로 하므로 소자 역시 단단한 형태를 가지고 있다. 도 2와 같이 유연 기판을 기반으로 한 인쇄 전자 기술의 경우, 제작 가능한 최소 패턴의 크기는 수 um 수준으로 반도체 공정과 같은 고성능 구현은 어려우나 유연한 필름을 기반으로 하므로 접거나 구부릴 수 있는 형태를 가지고 있다.
이러한 환경에서 최근 고성능의 유연한 소자를 제작하기 위해 이들이 가지는 장점을 최대한 활용한 사례가 고성능 소자의 박리 및 전사 공정이다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이 웨이퍼 기판을 기반으로 한 반도체 공정을 통해 얻어진 고성능 소자를 웨이퍼 기판으로부터 박리하여 유연 기판에 전사시킨 뒤, 후공정을 통해 유연한 고성능 소자 부품을 제조하는 것이 그 예이다. 도 4는 고성능 소자의 박리 및 전사 공정을 보다 상세히 표현하였다. 즉, 더미(dummy) 기판을 이용하여 웨이퍼 기판에 부착되어 있는 고성능 소자를 분리한 후 이를 유연 기판으로 전사하는 방법이다.
일반적으로 유연소자에 적용이 가능한 형태의 고성능 소자는 그 자체가 유연할 수도 있겠으나, 소자의 두께가 수십, 또는 수백 um의 범위 이내로 매우 얇은 경우에 한해서는 각각이 가지는 강성의 범위 내에서 구부러짐(bending)이 발생할 수 있으므로 그 제품이 유연해질 수 있게 된다. 재료의 성질 및 두께에 따라 구부러질 수 있는 최소 곡률반경이 결정되며 이에 따라 구부러짐(bending) 또는 접힘(folding) 등의 물리적 성질을 얻을 수 있게 된다.
더미 기판을 이용하여 고성능 소자를 분리하거나 전사하고자 하는 경우 원활한 공정 수행을 위해 필요한 조건은 다음과 같다. 웨이퍼 기판과 소자 사이의 접착력보다 더미 기판과 소자 사이의 접착력이 더욱 큰 값을 가져야 하며, 마찬가지로 더미 기판과 소자 사이의 접착력보다 유연 기판과 소자 사이의 접착력이 더욱 큰 값을 가져야 한다. 그러나 웨이퍼 기판을 기반으로 한 반도체 공정을 이용하여 고성능 소자를 제작하기 위해서는 고성능 소자가 웨이퍼 기판과 일정한 접착력을 가진 형태로 부착이 되어 있어야 하므로, 대게는 웨이퍼 기판과 고성능 소자 사이에 희생층을 구현하는 방법을 택한다. 즉, 도 5에 도시한 바과 같이 웨이퍼 기판과 고성능 소자 사이에 존재하는 희생층을 건식 식각, 습식 식각, 또는 레이저(광) 조사를 이용하여 제거하거나 접착력을 감소시키도록 하고 이보다 큰 접착력을 가지는 더미 기판을 접촉함으로써 소자가 더미 기판으로 옮겨지도록 하는 방법이다. 이러한 개념은 더미 기판으로부터 유연 기판으로 소자를 전사시키는 공정에서도 동일하게 적용이 될 수 있다.
건식 또는 습식 식각의 경우 화학적인 반응을 통하여 희생층의 물리적인 성질을 변화시키는 방법이므로, 특정한 화학 물질이 존재하는 기체 또는 액체 내에 웨이퍼 기판이 노출되도록 하여 공정이 이루어진다. 따라서 모든 고성능 소자가 더미 기판으로 옮겨지며, 또한 같은 방법으로 유연 기판에 전사되는 것이 일반적이다.
상술한 바와 같이 더미 기판 상에 집적 회로 패턴을 구성하고, 이를 박리하여 대상 기판에 전사하는 기술이 한국특허공개 제2012-0053294호("그래핀 패턴의 형성 방법 및 그래핀 패턴을 갖는 전자소자의 제조 방법", 2012.05.25), 일본특허공개 제2010-274445호("소성용 전사 필름", 2010.12.09), 일본특허공개 제2010-225803호("3차원 집적 회로의 제조 방법 및 장치", 2010.10.07) 등에 다양하게 개시되어 있다.
1. 한국특허공개 제2012-0053294호("그래핀 패턴의 형성 방법 및 그래핀 패턴을 갖는 전자소자의 제조 방법", 2012.05.25) 2. 일본특허공개 제2010-274445호("소성용 전사 필름", 2010.12.09) 3. 일본특허공개 제2010-225803호("3차원 집적 회로의 제조 방법 및 장치", 2010.10.07)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 웨이퍼 기판에 존재하는 고성능 소자 중 일부를 선택적으로 박리한 후 이를 모두 유연 기판에 전사하거나, 또는 웨이퍼 기판에 존재하는 고성능 소자 전체를 박리한 후 이를 유연 기판에 선택적으로 일부만 전사하거나, 또는 웨이퍼 기판에 존재하는 고성능 소자 중 일부를 선택적으로 박리한 후 이를 유연 기판에 선택적으로 일부만 전사할 수 있도록 하는, 선택적 박리 및 전사 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선택적 박리 및 전사 장치는, 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자(500)를 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자(500)를 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
보다 상세히는, 상기 선택적 박리 및 전사 장치(100)는, 적어도 하나의 웨이퍼 기판(111), 상부에 수평면이 형성되어 상기 수평면 상에 상기 웨이퍼 기판(111)이 배치되도록 이루어지는 웨이퍼 기판대(112)를 포함하여 이루어지는 웨이퍼 기판 유닛(110); 적어도 하나의 유연 기판(121), 상부에 수평면이 형성되어 상기 수평면 상에 상기 유연 기판(121)의 전체 또는 일부가 배치되도록 이루어져 상기 웨이퍼 기판대(112)의 측부에 배치되는 유연 기판대(122)를 포함하여 이루어지는 유연 기판 유닛(120); 적어도 하나의 더미 기판(131), 하부에 수평면이 형성되어 상기 수평면 상에 상기 더미 기판(131)의 전체 또는 일부가 배치되도록 이루어져 상기 웨이퍼 기판대(112) 및 상기 유연 기판대(122)의 상부에 배치되는 더미 기판대(132)를 포함하여 이루어지는 더미 기판 유닛(130); 상기 더미 기판 유닛(130)을 수직 방향으로 이동시키는 가압 장치(140); 상기 웨이퍼 기판 유닛(110), 상기 유연 기판 유닛(120), 상기 더미 기판 유닛(130) 중 선택되는 적어도 하나에 구비되며, 상기 수평면 상의 적어도 2축 방향으로 스캔 가능하도록 이루어져, 상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하는 광학 장치(150); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
이 때 더미 기판 유닛의 제1실시예로서, 상기 더미 기판 유닛(130A)은, 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 면접촉되며 투명 재질로 형성되는 평면형 더미 기판(131A), 상기 평면형 더미 기판(131A)의 상부에 구비되어 상기 평면형 더미 기판(131A) 측으로 빛을 조사하는 광학 장치(150A)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 평면형 더미 기판(131A)은 석영(quartz), 용융 실리카(fused silica), 유리(glass) 중 선택되는 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
또는 더미 기판 유닛의 제2실시예로서, 상기 더미 기판 유닛(130B)은, 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 선접촉되며 투명 재질로 형성되는 튜브형 더미 기판(131B), 상기 튜브형 더미 기판(131B)의 내부 또는 상부에 구비되어 상기 튜브형 더미 기판(131B) 측으로 빛을 조사하는 광학 장치(150B)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 튜브형 더미 기판(131B)은 석영(quartz), 용융 실리카(fused silica), 유리(glass) 중 선택되는 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
또는 더미 기판 유닛의 제3실시예로서, 상기 더미 기판 유닛(130C)은, 필름형 더미 기판(131C), 상기 필름형 더미 기판(131C)을 롤 형태로 구비하여 공급하는 더미 기판 공급롤(133C), 상기 필름형 더미 기판(131C)을 회수하여 롤 형태로 구비시키는 더미 기판 회수롤(134C), 평면 형태로 형성되어 상기 더미 기판 공급롤(133C) 및 상기 더미 기판 회수롤(134C) 사이에 구비되어 상기 필름형 더미 기판(131C)을 눌러 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 면접촉되도록 하는 가이드 플레이트(135C), 상기 가이드 플레이트(135C)의 상부에 구비되어 상기 필름형 더미 기판(131C) 측으로 빛을 조사하는 광학 장치(150C)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 필름형 더미 기판(131C)은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(polyimid, PI), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA) 중 선택되는 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 필름형 더미 기판(131C)은 10um 내지 1mm 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
또는 더미 기판 유닛의 제4실시예로서, 상기 더미 기판 유닛(130D)은, 필름형 더미 기판(131D), 상기 필름형 더미 기판(131D)을 롤 형태로 구비하여 공급하는 더미 기판 공급롤(133D), 상기 필름형 더미 기판(131D)을 회수하여 롤 형태로 구비시키는 더미 기판 회수롤(134D), 튜브 또는 롤 형태로 형성되어 상기 더미 기판 공급롤(133D) 및 상기 더미 기판 회수롤(134D) 사이에 구비되어 상기 필름형 더미 기판(131D)을 눌러 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 선접촉되도록 하는 가이드 롤(135D), 상기 가이드 플레이트(135D)의 내부 또는 상부에 구비되어 상기 필름형 더미 기판(131D) 측으로 빛을 조사하는 광학 장치(150D)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 필름형 더미 기판(131D)은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(polyimid, PI), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA) 중 선택되는 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 필름형 더미 기판(131D)은 10um 내지 1mm 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
또한 웨이퍼 기판 유닛의 실시예로서, 상기 웨이퍼 기판대(112)는, 웨이퍼 기판대 고정부(112a), 상기 웨이퍼 기판대 고정부(112a) 상부에 구비되며 그 상부에 적어도 하나의 상기 웨이퍼 기판(111)이 놓여지며 이동 가능하게 형성되는 웨이퍼 기판대 이송부(112b)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 웨이퍼 기판대(112)는, 상기 웨이퍼 기판대 고정부(112a) 내부에 상기 웨이퍼 기판(111) 측으로 빛을 조사하는 광학 장치(150)를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 웨이퍼 기판(111)은 실리콘(silicon), 사파이어(sapphire), 석영(quartz), 용융 실리카(fused silica), 유리(glass) 중 선택되는 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
또한 유연 기판 유닛의 실시예로서, 상기 유연 기판대(122)는, 유연 기판대 고정부(122a), 상기 유연 기판(121)을 롤 형태로 구비하여 공급하는 유연 기판 공급롤(122b), 상기 유연 기판(121)을 회수하여 롤 형태로 구비시키는 유연 기판 회수롤(122c)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 유연 기판대(122)는 상기 유연 기판대 고정부(122a) 내부에 상기 유연 기판(121) 측으로 빛을 조사하는 광학 장치(150)를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유연 기판(121)은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(polyimid, PI), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA) 중 선택되는 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 유연 기판(121)은 10um 내지 1mm 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 선택적 박리 및 전사 방법은, 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자(500)를 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자(500)를 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지는, 박리 및 전사 방법에 있어서, 상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하는 것을 특징으로 한다.
이 때 제A실시예로서, 상기 선택적 박리 및 전사 방법은, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착되는 단계; 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SA)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SA)의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SA)의 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계; 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또는 제B실시예로서, 상기 선택적 박리 및 전사 방법은, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착되는 단계; 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SB1)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SB1)의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SB1)의 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계; 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착되는 단계; 상기 유연 기판(121) 하부로부터 상기 소자층(500)이 접착된 영역(SB2)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 영역(SB2)의 상기 접착층(520)이 경화되어 접착력이 증가되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또는 제C실시예로서, 상기 선택적 박리 및 전사 방법은, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착되는 단계; 상기 더미 기판(131) 상부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SC)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SC)의 상기 접착층(520)이 경화되어 접착력이 증가되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SC)의 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계; 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또는 제D실시예로서, 상기 선택적 박리 및 전사 방법은, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착되는 단계; 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 전체 영역에 빛이 조사되거나 또는 상기 희생층(510)과 반응하는 식각액이 투입되어, 빛의 조사 또는 식각에 의해 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계; 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착되는 단계; 상기 유연 기판(121) 하부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SD)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 영역(SD)의 상기 접착층(520)이 경화되어 접착력이 증가되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SD)의 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또는 제E실시예로서, 상기 선택적 박리 및 전사 방법은, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 희생층(510)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 희생층(510)이 상기 소자층(500) 상부에 접착되는 단계; 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 전체 영역에 빛이 조사되어, 빛의 조사에 의해 상기 웨이퍼 기판(111) 상부의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 희생층(510)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계; 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 희생층(510)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착되는 단계; 상기 더미 기판(131) 상부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SE)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 영역(SE)의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소되는 단계; 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SE)의 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또는 제F실시예로서, 상기 선택적 박리 및 전사 방법은, 상기 더미 기판(131)이 제n소자층(500n)이 형성된 제n웨이퍼 기판(111n) 측으로 이동하는 단계, 상기 더미 기판(131)이 상기 제n웨이퍼 기판(111n)으로부터 상기 제n소자층(500n)의 일부를 박리하는 단계, 상기 단계들이 N번 반복되는 단계를 포함하여 이루어지는 선택적 박리 단계; 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계, 상기 더미 기판(131) 하부에 부착된 다종의 소자층(5001~500N)이 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계, 를 포함하여 이루어지는 전사 단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다. (여기에서, N: 웨이퍼 기판 및 소자층의 총 종류 개수, n: 인덱스 번호)
또는 제G실시예로서, 상기 선택적 박리 및 전사 방법은, 제n더미 기판(131n)이 제n소자층(500n)이 형성된 제n웨이퍼 기판(111n) 측으로 이동하는 단계, 상기 제n더미 기판(131n)이 상기 제n웨이퍼 기판(111n)으로부터 상기 제n소자층(500n)의 일부를 박리하는 단계를 포함하여 이루어지는 선택적 박리 단계; 상기 제n더미 기판(131n)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계, 상기 제n더미 기판(131n) 하부에 부착된 상기 제n소자층(500n)이 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계, 상기 단계들이 N번 반복되는 단계를 포함하여 이루어지는 전사 단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다. (여기에서, N: 웨이퍼 기판 및 소자층의 총 종류 개수, n: 인덱스 번호)
본 발명에 의하면, 종래의 웨이퍼 기판 기반의 반도체 제조 공정을 활용하여 유연한 고성능 전자 소자 및 유연한 고성능 전자 부품을 제작하는 데에 활용할 수 있게 되어, 종래의 인쇄 전자 기술을 기반으로 발전해 온 유연 전자 소자의 성능 한계를 뛰어넘는 새로운 개념의 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다. 보다 상세히 설명하자면, 종래 유연 전자 소자의 경우 인쇄 전자 기술을 기반으로 하여 제작됨으로써 웨이퍼 기판 기반의 반도체 제조 공정에 비해 정밀도가 다소 떨어지는 문제가 있었는데, 본 발명에 의하면 웨이퍼 기판 기반의 반도체 제조 공정으로 고성능 소자 패턴을 제작한 후 이를 유연 기판 상에 전사해 줌으로써 유연한 고성능 소자를 제작할 수 있게 해 주는 효과가 있는 것이다.
무엇보다도 본 발명에 의하면, 선택적인 박리 또는 선택적인 전사 과정을 통해 고성능의 소자를 유연 기판으로 전사함에 따라, 웨이퍼 기판 기반의 반도체 제조 공정에 대한 활용도를 극대화할 수 있는 큰 효과가 있다. 뿐만 아니라 본 발명에 의하면, 이렇게 제작된 고성능 소자가 탑재된 유연 기판 기반의 소자 부품 역시 종래의 인쇄 전자 기술을 이용한 후 공정이 가능하게 되어, 보다 다양한 소자 제작이 가능하게 되는 효과 또한 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 기판 기반 반도체 공정의 예시.
도 2는 종래의 유연 기판 기반 인쇄 전자 기술의 예시.
도 3 내지 도 5는 종래의 박리 및 전사 공정의 예시.
도 6은 본 발명의 선택적 박리 및 전사 장치의 실시예.
도 7은 본 발명의 웨이퍼 기판 유닛의 개념도.
도 8은 본 발명의 웨이퍼 기판 유닛 내 광학 장치의 개념도.
도 9는 본 발명의 유연 기판 유닛의 개념도.
도 10은 본 발명의 유연 기판 유닛 내 광학 장치의 개념도.
도 11은 본 발명의 더미 기판 유닛의 개념도.
도 12은 본 발명의 더미 기판 유닛의 여러 실시예.
도 13은 본 발명의 선택적 박리 및 전사 장치의 단면 사시도.
도 14는 투명한 더미 기판과 더미 기판의 뒷면에 위치한 광학장치로부터 조사되는 집광빔을 이용하여 박리 및 전사를 수행하는 선택적 박리 및 전사 장치에 대한 개념도.
도 15(A)는 투명한 평면의 더미 기판과 더미 기판의 뒷면에 위치한 광학장치로부터 조사되는 집광빔을 이용하여 박리 및 전사를 수행하는 선택적 박리 및 전사 장치에 대한 개념도.
도 15(B)는 투명한 원통형의 더미 기판과 더미 기판의 내부 (혹은 상방향)에 위치한 광학장치로부터 조사되는 집광빔을 이용하여 박리 및 전사를 수행하는 선택적 박리 및 전사 장치에 대한 개념도.
도 15(C)는 투명한 필름형 더미 기판과 투명한 가이드 플레이트를 이용하며, 이들의 뒷면에 위치한 광학장치로부터 조사되는 집광빔을 이용하여 박리 및 전사를 수행하는 선택적 박리 및 전사 장치에 대한 개념도.
도 15(D)는 투명한 필름형 더미 기판과 투명한 가이드 롤을 이용하며, 가이드 플레이트의 내부 (혹은 가이드 플레이트의 상방향)에 위치한 광학장치로부터 조사되는 집광빔을 이용하여 박리 및 전사를 수행하는 선택적 박리 및 전사 장치에 대한 개념도.

도 16은 투명한 웨이퍼 기판 및 유연 기판과 이들의 뒷면에 각각 위치한 광학장치로부터 조사되는 집광빔을 이용하여 박리 및 전사를 수행하는 선택적 박리 및 전사 장치에 대한 개념도.
도 17(A)는 투명한 웨이퍼 기판 및 유연 기판과 이들의 뒷면에 각각 위치한 광학장치로부터 조사되는 집광빔을 이용하고 평면의 더미 기판을 이용하여 박리 및 전사를 수행하는 선택적 박리 및 전사 장치에 대한 개념도.
도 17(B)는 투명한 웨이퍼 기판 및 유연 기판과 이들의 뒷면에 각각 위치한 광학장치로부터 조사되는 집광빔을 이용하고 원통형의 더미 기판을 이용하여 박리 및 전사를 수행하는 선택적 박리 및 전사 장치에 대한 개념도.
도 17(C)는 투명한 웨이퍼 기판 및 유연 기판과 이들의 뒷면에 각각 위치한 광학장치로부터 조사되는 집광빔을 이용하고 필름형 더미 기판과 가이드 플레이트를 이용하여 박리 및 전사를 수행하는 선택적 박리 및 전사 장치에 대한 개념도.
도 17(D)는 투명한 웨이퍼 기판 및 유연 기판과 이들의 뒷면에 각각 위치한 광학장치로부터 조사되는 집광빔을 이용하고 필름형 더미 기판과 가이드 롤을 이용하여 박리 및 전사를 수행하는 선택적 박리 및 전사 장치에 대한 개념도.
도 18은 웨이퍼 기판의 일부 영역에 빛을 조사하여 웨이퍼 기판과 소자 사이에 존재하는 희생층의 접착력을 감소시켜 선택적 박리를 수행한 후 유연 기판과 소자 사이에 존재하는 접착층의 접착력을 이용하여 전사를 수행하는 고성능 유연 소자 부품의 제조 공정 개념도.
도 19는 웨이퍼 기판의 일부 영역에 빛을 조사하여 웨이퍼 기판과 소자 사이에 존재하는 희생층의 접착력을 감소시켜 선택적 박리를 수행한 후 유연 기판의 일부 영역에 빛을 조사하여 유연 기판과 소자 사이에 존재하는 접착층의 접착력을 증가시킴으로써 선택적 전사를 수행하는 고성능 유연 소자 부품의 제조 공정 개념도.
도 20은 더미 기판의 일부 영역에 빛을 조사하여 더미 기판과 소자 사이에 존재하는 접착층의 접착력을 증가시켜 선택적 박리를 수행한 후 유연 기판과 소자 사이에 존재하는 접착층의 접착력을 이용하여 전사를 수행하는 고성능 유연 소자 부품의 제조 공정 개념도.
도 21은 웨이퍼 기판의 전 영역에 빛을 조사하거나 식각을 수행하여 웨이퍼 기판과 소자 사이에 존재하는 접착층의 접착력을 감소시켜 선택적 박리를 수행한 후 유연 기판과 소자 사이에 존재하는 접착층의 접착력을 이용하여 선택적으로 전사를 수행하는 고성능 유연 소자 부품의 제조 공정 개념도.
도 22는 웨이퍼 기판의 전 영역에 빛을 조사하거나 식각을 수행하여 웨이퍼 기판과 소자 사이에 존재하는 접착층의 접착력을 감소시켜 선택적 박리를 수행한 후 더미 기판과 소자 사이에 존재하는 희생층의 접착력을 감소시켜 선택적으로 전사를 수행하는 고성능 유연 소자 부품의 제조 공정 개념도.
도 23은 웨이퍼에 존재하는 고성능 소자를 하나의 더미 기판에 순차적으로 선택적 박리를 수행한 후 유연 기판에 전사하는 고성능 유연 소자 부품의 제조 공정 개념도.
도 24는 웨이퍼에 존재하는 고성능 소자를 각각의 더미 기판에 선택적으로 박리를 수행한 후 유연 기판에 순차적으로 전사하는 고성능 유연 소자 부품의 제조 공정 개념도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 선택적 박리 및 전사 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 선택적 박리 및 전사 장치의 실시예이다. 본 발명의 선택적 박리 및 전사 장치(100)는, 기본적으로 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하는 것이 가장 주요한 특징이다. 이 때, 빛의 조사에 의한 선택적 박리 또는 전사가 이루어질 수 있도록, 상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자(500)를 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자(500)를 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지도록 한다. 상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131)에 각각 구비되는 상기 희생층(510)이나 상기 접착층(520)은, 각각이 같은 재료로 이루어질 수도 있고 또는 다른 재료로 이루어질 수도 있는 등 사용자가 원하는 대로 적절히 설계 변경이 가능하다. 이러한 재료는 중합체(polymer)를 기반으로 한 재료들의 합성을 통해서 얻어질 수 있다. 희생층의 경우에는 빛(주로 다양한 파장을 가진 레이저빔)이 조사됨으로써 재료가 용융(ablation)되는 것이 일반적이고, 접착층의 경우에는 빛(주로 자외선의 레이저빔) 조사됨으로써 재료의 경화가 이루어지게 되는 것이 일반적이다. 그러나 이는 본 특허의 범위를 한정하고자 함이 아니며, 일예로 최근 자외선을 조사하면 해리(dissociation)되고, 다시 가시광선을 조사하면 재접착되는 재료도 개발되었듯 보다 다양한 형태의 희생층 또는 접착층 재료를 적용할 수 있음은 당연하다.
※ 이러한 재료와 관련된 참고 링크:
http://www.gstep.re.kr/html/trend_info/tech_trend_list.asp?no=59050
본 발명의 선택적 박리 및 전사 장치(100)의 주요 특징인 [선택적 박리 및 전사]의 기술적 의미에 대하여 먼저 설명하면 다음과 같다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바나 앞서 언급한 선행기술들 등에 개시된 종래의 박리 및 전사 공정의 경우, 웨이퍼 기판 상의 소자층 전체를 더미 기판에 박리하고, 또한 박리된 소자층 전체를 유연 기판에 전사하도록 되어 있었기 때문에, 제작할 수 있는 제품의 범위가 제한되거나 웨이퍼 기판 상에 소자층을 형성하는 과정이 복잡해지는 등 여러 한계가 있었다. 그러나 본 발명에서는 웨이퍼 기판 상의 소자층의 일부만을 선택적으로 박리하여 전사할 수 있으므로, 이러한 한계를 훨씬 뛰어넘을 수 있다.
간단한 예로, [서브 모듈 A + 서브 모듈 B + 서브 모듈 C]로 이루어지는 어떤 소자를 종래의 박리 및 전사 공정을 이용하여 제작하고자 할 경우, 일단 웨이퍼 기판 상에 [서브 모듈 A + 서브 모듈 B + 서브 모듈 C]로 이루어지는 소자층을 형성하고, 더미 기판이 이 소자층 전체를 박리하여 유연 기판에 전사해야 한다. 이 때 각각의 서브 모듈 A, B, C의 구조가 서로 크게 상이할 경우 웨이퍼 기판 상에 이 각각의 서브 모듈 A, B, C를 형성하는 공정의 설계나 구현이 어려워지고, 공정 수가 늘어나는 등의 문제가 발생할 수밖에 없다. 그러나 본 발명의 경우, 더미 기판이, 다수 개의 서브 모듈 A가 형성된 웨이퍼 기판 A, 다수 개의 서브 모듈 B가 형성된 웨이퍼 기판 B, 다수 개의 서브 모듈 C가 형성된 웨이퍼 기판 C로부터 각각의 서브 모듈 A, B, C를 선택적으로 박리하여 유연 기판에 선택적으로 전사하면 된다. 따라서 웨이퍼 기판 A, B, C 각각을 제조하는 공정이 훨씬 간단해질 수 있게 되며, 공정 수도 크게 줄일 수 있게 되는 것이다. 물론 이것은 하나의 예시일 뿐으로, 이외에도 본 발명의 선택적 분리 및 전사 장치 및 방법을 이용하여 보다 다양한 공정 및 제품을 설계할 수 있음은 당연하다.
이제 도 6 등을 참조하여 본 발명의 선택적 박리 및 전사 장치(100)의 구체적인 실시예에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선택적 박리 및 전사 장치(100)는, 기본적으로 웨이퍼 기판 유닛(110), 유연 기판 유닛(120), 더미 기판 유닛(130), 가압 장치(140), 광학 장치(150)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 웨이퍼 기판 유닛(110)은, 적어도 하나의 웨이퍼 기판(111), 상부에 수평면이 형성되어 상기 수평면 상에 상기 웨이퍼 기판(111)이 배치되도록 이루어지는 웨이퍼 기판대(112)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 웨이퍼 기판(111) 상에는 물론 박리 및 전사 대상인 상기 소자층(500)이 형성되어 있다. 도 6의 실시예에서, 상기 웨이퍼 기판대(112)는 상기 웨이퍼 기판(111)을 X축 방향(이는 한 실시예로서, 보다 일반적으로는 수평면 상의 어느 한 축 방향)으로 이동시킬 수 있도록 이루어져 있다. 즉 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 상기 웨이퍼 기판대(112) 상에 상기 웨이퍼 기판(111)을 다수 개 얹어 배치하고, 상기 웨이퍼 기판대(112)를 움직여 다수 개의 웨이퍼 기판(111)들 중 원하는 웨이퍼 기판(111)이 작업 위치에 오도록 할 수 있다. 상기 웨이퍼 기판 유닛(110)의 상세 실시예에 대해서는 이후 보다 상세히 설명한다.
상기 유연 기판 유닛(120)은, 적어도 하나의 유연 기판(121), 상부에 수평면이 형성되어 상기 수평면 상에 상기 유연 기판(121)의 전체 또는 일부가 배치되도록 이루어져 상기 웨이퍼 기판대(112)의 측부에 배치되는 유연 기판대(122)를 포함하여 이루어질 수 있다. 도 6의 실시예에서, 상기 유연 기판대(122)는 상기 유연 기판(121)을 X축 방향(이는 한 실시예로서, 보다 일반적으로는 수평면 상의 어느 한 축 방향)으로 이동시킬 수 있도록 이루어져 있다. 따라서 전사 작업을 수행한 후 상기 유연 기판(121)을 이동시켜 빈 부분이 작업 위치에 오도록 하고 다시 전사 작업을 수행하는 연속적인 공정을 수행할 수 있다. 또한, 도 6의 실시예에서, 상기 웨이퍼 기판 유닛(110)과 상기 유연 기판 유닛(120)은 Y축 방향(이는 한 실시예로서, 보다 일반적으로는 수평면 상에서 상기 웨이퍼/유연 기판 유닛의 이동 방향과 수직한 방향)으로 나란하게 배치되도록 하고 있다. 이와 같이 함으로써 상기 더미 기판 유닛(130)의 동선을 최소화할 수 있다. 상기 유연 기판 유닛(120)의 상세 실시예에 대해서는 이후 보다 상세히 설명한다.
상기 더미 기판 유닛(130)은, 적어도 하나의 더미 기판(131), 하부에 수평면이 형성되어 상기 수평면 상에 상기 더미 기판(131)의 전체 또는 일부가 배치되도록 이루어져 상기 웨이퍼 기판대(112) 및 상기 유연 기판대(122)의 상부에 배치되는 더미 기판대(132)를 포함하여 이루어질 수 있다. 도 6의 실시예에서, 상기 더미 기판 유닛(130)은 Y축 방향(이는 한 실시예로서, 보다 일반적으로는 상기 웨이퍼/유연 기판 유닛의 이격 방향)으로 이동 가능하게 형성되어, 상기 웨이퍼 기판 유닛(110) 위치 및 상기 유연 기판 유닛(120) 위치 양쪽을 번갈아 이동할 수 있도록 이루어진다. 상기 더미 기판 유닛(130)의 상세 실시예에 대해서는 이후 보다 상세히 설명한다.
상기 가압 장치(140)는 상기 더미 기판 유닛(130)을 수직 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 보다 상세히는, 상기 가압 장치(140)는 상기 더미 기판 유닛(130)을 수직 방향으로 이동시켜 상기 더미 기판(131)이 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)을 눌러 가압하는 역할을 한다.
상기 광학 장치(150)는 본 발명의 가장 핵심적인 구성의 하나로서, 상기 웨이퍼 기판 유닛(110), 상기 유연 기판 유닛(120), 상기 더미 기판 유닛(130) 중 선택되는 적어도 하나에 구비되며, 상기 수평면 상의 적어도 2축 방향으로 스캔 가능하도록 이루어져, 상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사한다. 여기에서, 상기 광학 장치(150)가 상기 기판들(111)(121)(131)의 일부 영역에 빛을 조사하도록 이루어짐으로써, 선택적으로 박리 또는 전사가 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 특히 상기 광학 장치(150)는 상술한 바와 같이 수평면 상에서 2축 방향(도 6의 실시예를 기준으로 하면 X, Y축 방향)으로 스캔 가능하게 형성됨으로써, 수평면 상에서 어디든 원하는 위치에 원하는 대로 빛을 조사하는 것이 가능하여, 원하는 위치의 소자층만을 박리 또는 전사하는 작업을 용이하게 실현할 수 있다.
상기 광학 장치(150)는 상기 웨이퍼 기판 유닛(110), 상기 유연 기판 유닛(120), 상기 더미 기판 유닛(130) 중 어디에나 구비될 수 있는데, 이는 어떤 방식으로 선택적 박리 또는 전사를 수행할 것인지에 따라 다르게 결정될 수 있다. 이후 본 발명의 선택적 박리 및 전사 방법을 설명할 때 보다 상세히 설명하겠으나, 상기 광학 장치(150)가 상기 웨이퍼 기판 유닛(110)에만 구비되어 있거나, 상기 광학 장치(150)가 상기 유연 기판 유닛(120)에만 구비되어 있거나, 상기 광학 장치(150)가 상기 더미 기판 유닛(130)에만 구비되어 있어도 선택적 박리 및 전사 작업을 수행할 수 있다. 또는 상기 광학 장치(150)가 상기 웨이퍼 기판 유닛(110) 및 상기 유연 기판 유닛(120)에 구비되어 있거나, … 등의 조합도 가능하다. 또는 상기 광학 장치(150)는 세 기판 유닛(110)(120)(130) 모두에 구비되어 있어도 된다.
먼저, 상기 웨이퍼 기판 유닛(110)의 실시예에 대해 설명한다. 도 7은 본 발명의 웨이퍼 기판 유닛의 개념도를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 기판 유닛(110)의 상기 웨이퍼 기판대(112)는, 웨이퍼 기판대 고정부(112a), 상기 웨이퍼 기판대 고정부(112a) 상부에 구비되며 그 상부에 적어도 하나의 상기 웨이퍼 기판(111)이 놓여지며 이동 가능하게 형성되는 웨이퍼 기판대 이송부(112b)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이와 같이 구성됨으로써 상기 웨이퍼 기판대 이송부(112b) 상에 상기 웨이퍼 기판(111)을 놓고 (도 7의 실시예를 기준으로) X축 방향으로 이동시켜 가면서 원하는 위치를 보다 용이하게 선택할 수 있다. 특히, 도 7의 실시예에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 기판대 이송부(112b) 상에 다수 개의 웨이퍼 기판(111)들을 배치할 경우, 원하는 소자층(500)이 형성된 웨이퍼 기판(111)이 작업 위치에 오도록 함으로써, 보다 공정 효율을 높일 수 있다.
또한 이 때 상기 웨이퍼 기판대(112)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 기판대 고정부(112a) 내부에 상기 광학 장치(150)가 구비되어 상기 웨이퍼 기판(111) 측으로 빛을 조사하도록 이루어진다. 상기 광학 장치(150)는 앞서 설명한 바와 같이 수평면 상에서 2축 방향(도 7의 실시예를 기준으로 하면 X, Y축 방향)으로 스캔 가능하게 형성되므로, 상기 웨이퍼 기판대 이송부(112b)로 원하는 소자층(500)이 형성된 웨이퍼 기판(111)을 선택하고 상기 광학 장치(150)가 적절히 스캔하여 선택된 웨이퍼 기판(111) 상에서 선택적 박리가 이루어질 원하는 위치를 선택하게 하는 것이 용이하다. 이처럼 상기 광학 장치(150)가 상기 웨이퍼 기판대 고정부(112a) 내부에 구비되면, 상기 광학 장치(150)에서 조사된 빛은 상기 웨이퍼 기판대 이송부(112b) 및 상기 웨이퍼 기판(111)을 투과할 수 있어야 하므로, 상기 웨이퍼 기판대 이송부(112b)는 투명 재질로 이루어지도록 한다.
상기 웨이퍼 기판(111)은 기존의 반도체 공정에 적합한 재질로 이루어지도록 하는데, 구체적인 예를 들자면 실리콘(silicon), 사파이어(sapphire), 석영(quartz), 용융 실리카(fused silica), 유리(glass) 등의 재질로 이루어질 수 있다. 이 때 상기 광학 장치(150)는 상기 웨이퍼 기판(111) 하부에서 빛을 조사하게 되므로, 상기 웨이퍼 기판(111)은 빛을 투과시킬 수 있는 것이 바람직한데, 상술한 재질들 중 실리콘을 제외하면 모두 가시광선 및 자외선이 잘 투과하며, 실리콘의 경우 적외선을 투과하므로, 공정 설계에 따라 상기 웨이퍼 기판(111)의 재질은 적절히 선택될 수 있다.
덧붙여, 상기 웨이퍼 기판(111)은 그 형태가 원형이거나 사각형일 수 있는데, 이는 적용되는 공정에 따라 달라진다. 즉, 일반적인 반도체 공정의 경우에는 원형 웨이퍼를 기반으로 하는 공정이 주를 이루므로 웨이퍼 기판은 원형이 될 수 있으며, 태양 전지나 디스플레이 소자를 제작하는 공정의 경우에는 주로 사각형 기판을 이용하는 공정이 주를 이루므로 웨이퍼 기판은 사각형이 될 수 있다.
다음으로, 상기 유연 기판 유닛(120)의 실시예에 대해 설명한다. 도 9는 본 발명의 유연 기판 유닛의 개념도를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 유연 기판대(122)는, 유연 기판대 고정부(122a), 상기 유연 기판(121)을 롤 형태로 구비하여 공급하는 유연 기판 공급롤(122b), 상기 유연 기판(121)을 회수하여 롤 형태로 구비시키는 유연 기판 회수롤(122c)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 유연 기판 공급롤(122b) 및 상기 유연 기판 회수롤(122c)은 (도 9의 실시예를 기준으로) X축 방향으로 이격 배치되며, 상기 유연 기판 공급롤(122b) 및 상기 유연 기판 회수롤(122c)을 적절히 돌려 풀거나 감아 줌으로써 상기 유연 기판(121)을 X축 방향으로 적절히 이송시켜 상기 유연 기판(121)의 원하는 위치를 용이하게 선택할 수 있다. 상기 유연 기판대 고정부(122a)는 또한 상기 유연 기판(121)을 지지하고 안정적으로 수평면을 형성하도록 함으로써, 상기 유연 기판(121)의 작업 시의 수평 위치를 맞추어 줌과 동시에 상기 유연 기판(121)이 상기 가압 장치(140) 등에 의하여 눌리더라도 상기 유연 기판(121) 자체가 변형되거나 파손되는 것을 막아 주는 역할을 한다.
또한 이 때 상기 유연 기판대(122)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 유연 기판대 고정부(122a) 내부에 상기 광학 장치(150)가 구비되어 상기 유연 기판(121) 측으로 빛을 조사하도록 이루어진다. 상기 광학 장치(150)는 앞서 설명한 바와 같이 수평면 상에서 2축 방향(도 10의 실시예를 기준으로 하면 X, Y축 방향)으로 스캔 가능하게 형성된다. 상기 유연 기판 공급롤(122b) 및 상기 유연 기판 회수롤(122c)를 이용하면 상기 유연 기판(121)의 (도 9의 실시예를 기준으로) X축 방향으로의 피딩(feeding) 및 미세한 위치 정렬이 가능하여 작업이 이루어질 원하는 위치를 용이하게 결정할 수 있으며, 또한 상기 광학 장치(150)가 적절히 스캔함으로써 위치가 결정된 유연 기판(121) 상에서 선택적 전사가 이루어질 원하는 위치를 선택하게 하는 것이 용이하다.
또한 상기 유연 기판(121)은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(polyimid, PI), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA) 등의 재질로 이루어지고, 10um 내지 1mm 범위 내의 두께를 가지도록 하여, 충분히 빛이 투과할 수 있도록 형성된다.
마지막으로, 상기 더미 기판 유닛(130)의 실시예에 대하여 설명한다. 도 11은 본 발명의 더미 기판 유닛의 개념도를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 더미 기판 유닛(130)은 상기 더미 기판(131)을 Y축 방향(이는 한 실시예로서, 보다 일반적으로는 상기 웨이퍼/유연 기판의 이동 방향)으로 이동시킬 수 있도록 이루어지며, 또한 상기 더미 기판(130)에 상기 광학 장치(150)가 구비되도록 할 수 있다. 상기 광학 장치(150)는 X, Y축 방향으로의 스캔이 가능하므로, 상기 더미 기판(131)의 이동 및 상기 광학 장치(150)의 스캔을 통해, 원하는 어느 부위에서든 선택적인 빛의 조사가 이루어지도록 할 수 있다.
도 12은 본 발명의 더미 기판 유닛에 있어서, 각 실시예에서의 더미 기판의 형태가 상이하게 이루어지는 더미 기판 유닛의 여러 실시예를 도시하고 있다. 상기 더미 기판 유닛(130)은 아래 실시예들로 알 수 있는 바와 같이 공정에 따라 가장 다양하게 변경 실시될 수 있다.
도 12(A)의 제1실시예에서는, 상기 더미 기판 유닛(130A)이 평면형 더미 기판(131A), 광학 장치(150A)를 포함하여 이루어진다. 제1실시예에서, 상기 평면형 더미 기판(131A)은 평판 형태로 형성되어 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 면접촉을 이루게 된다. 또한 상기 평면형 더미 기판(131A)은 투명 재질로 형성되어 빛을 투과시킬 수 있도록 이루어지는데, 구체적으로는 석영(quartz), 용융 실리카(fused silica), 유리(glass) 등의 재질로 이루어질 수 있다. 제1실시예의 더미 기판 유닛(130A)에서는, 상기 광학 장치(150A)는 상기 평면형 더미 기판(131A)의 상부에 구비되어 상기 평면형 더미 기판(131A) 측으로 빛을 조사하도록 이루어진다.
도 12(B)의 제2실시예에서는, 상기 더미 기판 유닛(130B)이 튜브형 더미 기판(131B), 광학 장치(150B)를 포함하여 이루어진다. 제2실시예에서, 상기 튜브형 더미 기판(131B)은 튜브 형태로 형성되어 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 선접촉을 이루게 된다. 또한 상기 튜브형 더미 기판(131B)은 투명 재질로 형성되어 빛을 투과시킬 수 있도록 이루어지는데, 구체적으로는 석영(quartz), 용융 실리카(fused silica), 유리(glass) 등의 재질로 이루어질 수 있다. 제2실시예의 더미 기판 유닛(130B)에서는, 상기 광학 장치(150B)는 상기 튜브형 더미 기판(131B)의 내부 또는 상부에 구비되어 상기 튜브형 더미 기판(131B) 측으로 빛을 조사하도록 이루어진다.
도 12(C)의 제3실시예에서는, 상기 더미 기판 유닛(130C)이 필름형 더미 기판(131C), 상기 필름형 더미 기판(131C)을 롤 형태로 구비하여 공급하는 더미 기판 공급롤(133C), 상기 필름형 더미 기판(131C)을 회수하여 롤 형태로 구비시키는 더미 기판 회수롤(134C), 평면 형태로 형성되어 상기 더미 기판 공급롤(133C) 및 상기 더미 기판 회수롤(134C) 사이에 구비되는 가이드 플레이트(135C), 광학 장치(150C)를 포함하여 이루어진다. 제3실시예에서, 상기 필름형 더미 기판(131C)은 상기 가이드 플레이트(135C)에 눌려짐으로써 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 면접촉을 이루게 된다. 또한 상기 필름형 더미 기판(131C)은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(polyimid, PI), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA) 등의 재질로 이루어지고, 10um 내지 1mm 범위 내의 두께를 가지도록 하여, 충분히 빛이 투과할 수 있도록 형성된다. 제3실시예의 더미 기판 유닛(130C)에서는, 상기 광학 장치(150C)는 상기 가이드 플레이트(135C)의 상부에 구비되어 상기 필름형 더미 기판(131C) 측으로 빛을 조사하도록 이루어진다.
도 12(D)의 제4실시예에서는, 상기 더미 기판 유닛(130D)이 필름형 더미 기판(131D), 상기 필름형 더미 기판(131D)을 롤 형태로 구비하여 공급하는 더미 기판 공급롤(133D), 상기 필름형 더미 기판(131D)을 회수하여 롤 형태로 구비시키는 더미 기판 회수롤(134D), 튜브 또는 롤 형태로 형성되어 상기 더미 기판 공급롤(133D) 및 상기 더미 기판 회수롤(134D) 사이에 구비되는 가이드 롤(135D), 광학 장치(150D)를 포함하여 이루어진다. 제4실시예에서, 상기 필름형 더미 기판(131D)은 상기 가이드 롤(135D)에 눌려짐으로써 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 선접촉을 이루게 된다. 또한 상기 필름형 더미 기판(131D)은 폴리카보네이트(polycarbonate, PD), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(polyimid, PI), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA)등의 재질로 이루어지고, 10um 내지 1mm 범위 내의 두께를 가지도록 하여, 충분히 빛이 투과할 수 있도록 형성된다. 제4실시예의 더미 기판 유닛(130D)에서는, 상기 광학 장치(150D)는 상기 가이드 플레이트(135D)의 내부 또는 상부에 구비되어 상기 필름형 더미 기판(131D) 측으로 빛을 조사하도록 이루어진다.
도 13은 본 발명의 선택적 박리 및 전사 장치의 단면 사시도로서, 도 13을 참조하여 본 발명의 선택적 박리 및 전사 장치(100)의 통합적인 구성 및 동작을 정리하여 설명하면 다음과 같다.
도 13을 기준으로 하여, 상기 웨이퍼 기판 유닛(110) 및 상기 유연 기판 유닛(120)은 Y축 방향으로 나란하게 배치된다. 상기 웨이퍼 기판 유닛(110)에는 다수 개의 웨이퍼 기판(111)이 X축 방향으로 배치되어 X축 방향으로 이송시킴으로써 교환 및 미세 위치 정렬이 가능하게 된다. 상기 유연 기판 유닛(120)은 롤의 작동을 이용하여 유연 기판(121)을 X축 방향으로 이송시킴으로써 미세 위치 정렬이 가능하게 된다. 이 때, 상기 더미 기판 유닛(130)은 상기 더미 기판(131)을 Y축 방향으로 이송시킬 수 있도록 이루어짐으로써, 상기 더미 기판(131)이 상기 웨이퍼 기판(111) 및 상기 유연 기판(121)을 오갈 수 있게 된다. 또한 상기 가압 장치(140)는 상기 더미 기판(131)을 Z축 방향으로 움직여, 상기 더미 기판(131)을 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)에 가압시켜 줌으로써 박리 또는 전사가 일어날 수 있도록 한다.
이 때, 앞서의 다양한 실시예들에서 설명한 바와 같이 상기 웨이퍼 기판 유닛(110), 상기 유연 기판 유닛(120), 상기 더미 기판 유닛(130) 중 적어도 하나에는 일부 영역에만 선택적으로 빛을 조사하며 X, Y축 방향으로 스캔 가능한 광학 장치(150)가 구비된다. 이처럼 상기 광학 장치(150)가 상기 기판들(111)(121)(131) 상에서 원하는 일부 영역에만 빛을 조사할 수 있게 형성됨으로써 선택적 박리 및 전사가 가능하게 되는 것이다.
이하에서, 상기 더미 기판 유닛(130)에 구비된 광학 장치(150)를 이용하여 더미 기판(131)과 소자층(500) 사이의 접착력을 변경하는 원리에 대하여 설명한다. 도 14는 이러한 공정의 개념을 단면도(도 14(A)), 상방향에서의 사시도(도 14(B)), 하방향에서의 사시도(도 14(C))로 각각 도시한 것이다. 상기 더미 기판 유닛(130)에 구비된 광학 장치(150)를 이용할 경우, 도시된 바와 같이 더미 기판(131)의 상부로부터 빛이 조사되게 되므로 더미 기판(131) 하부에 구비되는 희생층(510) 또는 접착층(520)에 영향을 미치기 위해서는 상기 더미 기판(131)이 빛을 투과하는 재질로 이루어지도록 한다. 한편 이 경우에는 웨이퍼 기판(111)이나 유연 기판(121)의 투명도와는 무관하게 공정을 진행할 수 있다.
도 15(A)는 도 12(A)에 도시된 제1실시예의 더미 기판 유닛(130A)의 경우를 도시하고 있다. 이 경우 평면형 더미 기판(131A)이 소자층(500)에 면접촉하게 되며, 광학 장치(150A)는 상기 평면형 더미 기판(131A)이 상기 소자층(500)에 접촉되어 있는 상태에서 스캐닝을 수행하게 된다.
도 15(B)는 도 12(B)에 도시된 제2실시예의 더미 기판 유닛(130B)의 경우를 도시하고 있다. 이 경우 튜브형 더미 기판(131B)이 회전하면서 소자층(500)에 순차적으로 선접촉하게 되며, 광학 장치(150B)는 상기 튜브형 더미 기판(131B)이 상기 소자층(500)에 접촉되는 위치를 따라 상기 튜브형 더미 기판(131B)과 함께 이동하면서 접촉되는 위치에서 스캐닝을 수행하게 된다. 제1실시예의 평면형 더미 기판(131A)의 경우 선택적 박리 또는 전사가 일어나지 않는 부분에서도 상기 소자층(500)과 접촉해 있는 반면, 튜브형 더미 기판(131B)의 경우 소자층(500)의 박리 또는 전사가 일어나는 부분에서만 접촉이 이루어진다.
도 15(C)는 도 12(C)에 도시된 제3실시예의 더미 기판 유닛(130C)의 경우를 도시하고 있다. 제3실시예에서는 필름형 더미 기판(131C)이 사용되는데, 여기에 가이드 플레이트(135C)를 이용하여 상기 필름형 더미 기판(131C)을 눌러 줌으로써 제1실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.
도 15(D)는 도 12(D)에 도시된 제4실시예의 더미 기판 유닛(130D)의 경우를 도시하고 있다. 제4실시예에서도 필름형 더미 기판(131D)이 사용되는데, 여기에 가이드 롤(135D)을 상기 필름형 더미 기판(131D)을 눌러 줌으로써 제2실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.
더미 기판(131)의 형태는 상술한 바와 같이 (평면형 또는 튜브형의) 고정 형태를 가진 블록이거나 또는 유연한 재질로 된 필름 등과 같이 다양한 형태로 이루어질 수 있는데, 이러한 형태는 외형적인 차이 뿐 아니라 향후 적용할 희생층(510) 또는 접착층(520)의 성질에 따른 상기 더미 기판(131)의 재사용 여부와도 관련이 있다. 즉, 상기 더미 기판(131)으로부터 손쉽게 제거(세척)할 수 있는 희생층(510) 또는 접착층(520)을 사용하는 경우에는 (평면형 또는 튜브형의) 고정 형태를 가진 블록형 더미 기판(131A)(131B)을 이용하는 것이 가능하며, 그렇지 않은 경우에는 단위면적당 가격이 비교적 저렴한 필름형 더미 기판(131C)(131D)을 이용할 수 있는 것이다.
이하에서, 상기 웨이퍼 기판 유닛(110) 또는 상기 유연 기판 유닛(120)에 구비된 광학 장치(150)를 이용하여 웨이퍼 기판(111) 또는 유연 기판(121)과 소자층(500) 사이의 접착력을 변경하는 원리에 대하여 설명한다. 도 16은 이러한 공정의 개념을 단면도(도 16(A)), 상방향에서의 사시도(도 16(B)), 하방향에서의 사시도(도 16(C))로 각각 도시한 것이다. 상기 웨이퍼 기판 유닛(110) 또는 상기 유연 기판 유닛(120)에 구비된 광학 장치(150)를 이용할 경우, 도시된 바와 같이 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)의 하부로부터 빛이 조사되게 되므로 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 구비되는 희생층(510) 또는 상기 유연 기판(121) 상부에 구비되는 접착층(520)에 영향을 미치기 위해서는 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)이 빛을 투과하는 재질로 이루어지도록 한다. 한편 이 경우에는 더미 기판(131)의 투명도와는 무관하게 공정을 진행할 수 있다.
도 17(A)는 도 12(A)에 도시된 제1실시예의 더미 기판 유닛(130A)과 같은 형태의 더미 기판을 사용하는 경우를 도시하고 있다(물론 이 경우에는 광학 장치(150)가 상기 웨이퍼 기판 유닛(110) 또는 상기 유연 기판 유닛(120)에 구비되어 있다는 점에서 도 12(A)의 제1실시예와는 조금 다르다). 이 경우 평면형 더미 기판(131A)이 소자층(500)에 면접촉하게 되며, 광학 장치(150)는 상기 평면형 더미 기판(131A)이 상기 소자층(500)에 접촉되어 있는 상태에서 스캐닝을 수행하게 된다.
도 17(B)는 도 12(B)에 도시된 제2실시예의 더미 기판 유닛(130B)과 같은 형태의 더미 기판을 사용하는 경우를 도시하고 있다(물론 이 경우에도 광학 장치(150)가 상기 웨이퍼 기판 유닛(110) 또는 상기 유연 기판 유닛(120)에 구비되어 있다는 점에서 도 12(B)의 제2실시예와는 조금 다르다). 이 경우 튜브형 더미 기판(131B)이 회전하면서 소자층(500)에 순차적으로 선접촉하게 되며, 광학 장치(150)는 상기 튜브형 더미 기판(131B)이 상기 소자층(500)에 접촉되는 위치를 따라 상기 튜브형 더미 기판(131B)과 함께 이동하면서 접촉되는 위치에서 스캐닝을 수행하게 된다. 제1실시예의 평면형 더미 기판(131A)의 경우 선택적 박리 또는 전사가 일어나지 않는 부분에서도 상기 소자층(500)과 접촉해 있는 반면, 튜브형 더미 기판(131B)의 경우 소자층(500)의 박리 또는 전사가 일어나는 부분에서만 접촉이 이루어진다.
도 17(C)는 도 12(C)에 도시된 제3실시예의 더미 기판 유닛(130C)과 같은 형태의 더미 기판을 사용하는 경우를 도시하고 있다(물론 이 경우에도 광학 장치(150)가 상기 웨이퍼 기판 유닛(110) 또는 상기 유연 기판 유닛(120)에 구비되어 있다는 점에서 도 12(C)의 제3실시예와는 조금 다르다). 이 경우에는 필름형 더미 기판(131C)이 사용되는데, 여기에 가이드 플레이트(135C)를 이용하여 상기 필름형 더미 기판(131C)을 눌러 줌으로써 도 17(A)의 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.
도 17(D)는 도 12(D)에 도시된 제4실시예의 더미 기판 유닛(130D)과 같은 형태의 더미 기판을 사용하는 경우를 도시하고 있다(물론 이 경우에도 광학 장치(150)가 상기 웨이퍼 기판 유닛(110) 또는 상기 유연 기판 유닛(120)에 구비되어 있다는 점에서 도 12(D)의 제4실시예와는 조금 다르다). 이 경우에도 필름형 더미 기판(131D)이 사용되는데, 여기에 가이드 롤(135D)을 상기 필름형 더미 기판(131D)을 눌러 줌으로써 도 17(B)의 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.
이하에서, 본 발명의 선택적 박리 및 전사 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 선택적 박리 및 전사 방법은 기본적으로는 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하는 것이 특징이다. 이 때 상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자(500)를 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자(500)를 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지도록 한다.
앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 선택적 박리 및 전사 장치는 웨이퍼 기판, 유연 기판, 더미 기판 중 선택되는 적어도 하나에 대하여 일부 영역에 빛을 조사함으로써 선택적 박리 또는 전사가 일어날 수 있도록 이루어진다. 이 때, 기판들과 소자층을 접착하는 희생층 또는 접착층의 성질에 따라 공정의 설계는 매우 다양하게 이루어질 수 있고, 설계된 공정에 따라 광학 장치의 구비 위치 역시 다양하게 이루어질 수 있다. 도 18 내지 도 22는 희생층 또는 접착층의 성질에 따라 다양하게 설계된 본 발명의 선택적 박리 및 전사 방법의 여러 실시예들이다. 이하의 실시예들에서, 앞서 설명한 바와 같은 선택적 박리 및 전사 장치의 여러 실시예들(웨이퍼 기판 유닛 / 유연 기판 유닛 / 더미 기판 유닛의 여러 실시예들)이 공정 형태에 맞게 적절히 채용될 수 있음은 당연하며, 도면 상에서는 간략화를 위하여 각 기판들과 소자층, 희생층, 접착층만을 도시하였다. 이하에서 각각의 공정 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 도 18 내지 도 20의 실시예에서는, 선택적 박리 과정을 통해 소자층의 일부가 웨이퍼 기판으로부터 유연 기판으로 전사되는 공정을 보여준다. 즉 박리 과정에서부터 원천적으로 소자층이 일부만 박리되도록 하는 것이다.
도 18의 제A실시예에서는, 먼저 도 18(A)와 같이, 하부에 접착층(520)이 형성된 더미 기판(131)과, 상부에 희생층(510)으로 소자층(500)이 고정된 웨이퍼 기판(111)이 사용된다.
다음으로 도 18(B)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착되게 된다.
다음으로 도 18(C)와 같이, 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SA)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SA)의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소된다. 이 경우에는 빛이 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 조사되어 상기 희생층(510)까지 미쳐야 하기 때문에, 상기 웨이퍼 기판(111)은 빛이 투과하는 재질로 이루어져야 한다.
다음으로 도 18(D)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SA)의 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리된다. 앞서의 도 18(C)의 단계에서, 상기 일부 영역(SA)에 해당하는 부분의 상기 희생층(510)이 빛의 조사에 의해 제거되었거나 접착력이 감소되었기 때문에, 상기 일부 영역(SA)의 상기 소자층(500)은 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)으로 쉽게 옮겨갈 수 있게 된다.
다음으로 도 18(E)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동한다.
다음으로 도 18(F)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착된다.
마지막으로 도 18(G)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사됨으로써 공정이 완료된다.
도 18의 제A실시예는 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 선택적으로 빛이 조사되도록 하기 때문에, 도 8에 도시된 바와 같이 웨이퍼 기판 유닛(110)에 광학 장치(150)가 구비되도록 한 상기 선택적 박리 및 전사 장치(100)를 사용하여 용이하게 실현이 가능하다.
도 19의 제B실시예는 도 18의 제A실시예와 유사하나, 유연 기판(121) 쪽에서 선택적 영역에서의 빛의 조사가 더 이루어진다는 점이 다르다.
도 19의 제B실시예에서는, 먼저 도 19(A)와 같이, 하부에 접착층(520)이 형성된 더미 기판(131)과, 상부에 희생층(510)으로 소자층(500)이 고정된 웨이퍼 기판(111)이 사용된다.
다음으로 도 19(B)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착된다.
다음으로 도 19(C)와 같이, 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SB1)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SB1)의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소된다. 이 경우에도 빛이 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 조사되어 상기 희생층(510)까지 미쳐야 하기 때문에, 상기 웨이퍼 기판(111)은 빛이 투과하는 재질로 이루어져야 한다.
다음으로 도 19(D)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SB1)의 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리된다.
다음으로 도 19(E)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동한다.
다음으로 도 19(F)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착된다.
다음으로 도 19(G)와 같이, 상기 유연 기판(121) 하부로부터 상기 소자층(500)이 접착된 영역(SB2)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 영역(SB2)의 상기 접착층(520)이 경화되어 접착력이 증가된다. 이 부분이 도 18의 제A실시예와 다른 부분이다. 도 18의 제A실시예의 경우 전사가 원활하게 이루어지기 위해서는 상기 더미 기판(131) 하부의 접착층(520)의 접착력이 상기 유연 기판(121) 상부의 접착층(520)의 접착력보다 낮아야만 하며, 따라서 각각의 접착층(520)에 사용되는 재료로서 접착력에 차이가 나는 재료들을 사용하여야만 한다. 또한 그 접착력 차이도 충분히 커야 원활한 전사가 일어날 수 있기 때문에, 각각의 접착층(520)에 사용될 수 있는 재료의 선택의 폭이 좁아지는 한계가 있을 수 있다. 그러나 도 19의 제B실시예에서는, 전사 시에도 상기 유연 기판(121) 하부로부터 상기 소자층(500)이 접착된 영역(SB2)에 빛이 조사되도록 함으로써 상기 유연 기판(121) 상부의 접착층(520)의 접착력을 높여 주는 단계가 더 포함되도록 하여, 이러한 재료 선택에 있어서의 한계를 훨씬 줄일 수 있다. 물론 이 경우에도, 상기 유연 기판(121) 상부의 접착층(520)의 (빛의 조사로 인해 경화되어) 증가된 접착력은 상기 더미 기판 하부(131)의 접착층(520)의 접착력보다 커야 된다.
다음으로 도 19(H)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사됨으로써 공정이 완료된다.
도 19의 제B실시예는 상기 웨이퍼 기판(111) 하부 및 상기 유연 기판(121) 하부로부터 선택적으로 빛이 조사되도록 하기 때문에, 도 8에 도시된 바와 같이 웨이퍼 기판 유닛(110)에 광학 장치(150)가 구비되도록 하고 도 9에 도시된 바와 같이 유연 기판 유닛(110)에 광학 장치(150)가 구비되도록 한(즉 웨이퍼 기판 유닛(110) / 유연 기판 유닛(120) 두 군데에 각각 광학 장치(150)가 구비되도록 한) 상기 선택적 박리 및 전사 장치(100)를 사용하여 용이하게 실현이 가능하다.
도 20의 제C실시예는 도 18의 제A실시예와 유사하나, 박리 과정에서 웨이퍼 기판(111) 상부의 희생층(510)의 접착력을 약화시키는 대신 더미 기판(131) 하부의 접착층(520)의 접착력을 강화시킨다는 점이 다르다.
도 20의 제C실시예에서는, 먼저 도 20(A)와 같이, 하부에 접착층(520)이 형성된 더미 기판(131)과, 상부에 희생층(510)으로 소자층(500)이 고정된 웨이퍼 기판(111)이 사용된다.
다음으로 도 20(B)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착된다.
다음으로 도 20(C)와 같이, 상기 더미 기판(131) 상부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SC)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SC)의 상기 접착층(520)이 경화되어 접착력이 증가된다. 도 18의 제A실시예에서는 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 선택적으로 빛이 조사되어 희생층(510)이 제거 또는 접착력이 약화되도록 하였으나, 여기에서는 반대로 상기 더미 기판(131) 상부로부터 선택적으로 빛이 조사되어 접착층(520)의 접착력이 강화되도록 함으로써 접착력 차이를 발생시키는 것이다. 이 경우에는 빛이 상기 더미 기판(131) 상부로부터 조사되어 상기 접착층(520)까지 미쳐야 하기 때문에, 상기 더미 기판(131)은 빛이 투과하는 재질로 이루어져야 한다.
다음으로 도 20(D)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SC)의 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리된다. 앞서 설명한 바와 같이, 궁극적으로는 상기 소자층(500)의 상하 접착력의 차이에 의하여 박리가 일어나게 되는데, 도 18의 제A실시예는 상기 웨이퍼 기판(111) 상부의 희생층(510)의 접착력 약화를 통해 접착력 차이를 발생시키는 반면, 도 20의 제C실시예는 상기 더미 기판 상부의 접착층(520)의 접착력 강화를 통해 접착력 차이를 발생시키는 것이다.
다음으로 도 20(E)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동한다.
다음으로 도 20(F)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착된다.
다음으로 도 20(G)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사됨으로써 공정이 완료된다.
도 20의 제C실시예는 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 선택적으로 빛이 조사되기만 하면 되기 때문에, 도 11에 도시된 바와 같이 더미 기판 유닛(110)에 광학 장치(150)가 구비되도록 한 상기 선택적 박리 및 전사 장치(100)를 사용하여 용이하게 실현이 가능하다. 또한 상기 더미 기판 유닛(110)의 구체적인 형태는 도 12의 각 실시예의 경우 모두 적용 가능함은 물론이다.
앞서 설명한 바와 같이 도 18 내지 도 20의 제A 내지 제C실시예는, 선택적 박리가 일어나도록 하고 있다. 이를 요약하여 정리하면 다음과 같다.
Figure 112012105552375-pat00001
상기 표에 보이는 바와 같이, 제A실시예는 ①을 이용하여, 제B 실시예는 ①, ②를 이용하여, 제C실시예는 ③을 이용하여 접착력 차이를 발생시켜 선택적 박리가 일어나도록 하고 있다. 그러나 선택적 박리를 일으킴에 있어서 ①, ②, ③ 중 무엇을 사용하여도 무방하며, 상기 실시예들로 한정되는 것이 아니다. 즉 예를 들어 ②, ③ 조합, ②만 이용, ①, ③ 조합 등과 같이 희생층 및 접착층의 재료나 광학 장치 구비 위치 등에 따라 다양한 공정 설계 변형이 가능함은 물론이다.
다음으로, 도 21 및 도 22의 실시예에서는, 선택적 전사 과정을 통해 소자층의 일부가 웨이퍼 기판으로부터 유연 기판으로 전사되는 공정을 보여준다. 즉 박리 시에는 소자층 전체가 박리되되, 전사 과정에서 소자층이 일부만 전사되도록 하는 것이다.
도 21의 제D실시예에서는, 먼저 도 21(A)와 같이, 하부에 접착층(520)이 형성된 더미 기판(131)과, 상부에 희생층(510)으로 소자층(500)이 고정된 웨이퍼 기판(111)이 사용된다.
다음으로 도 21(B)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착된다.
다음으로 도 21(C-1) 또는 (C-2)와 같이, 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 전체 영역에 빛이 조사되거나(도 21(C-1)) 또는 상기 희생층(510)과 반응하는 식각액이 투입되어(도 21(C-2)), 빛의 조사 또는 식각에 의해 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소된다.
다음으로 도 21(D)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리된다. 도 18 내지 도 20의 제A 내지 제C실시예에서는 박리 과정에서 원천적으로 소자층(500) 일부가 박리됨으로써 선택적 박리가 이루어지도록 하는 것에 반해, 도 21의 제D실시예에서는 박리 과정에서는 일단 소자층(500) 전체가 박리된다는 점이 다르다.
다음으로 도 21(E)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동한다.
다음으로 도 21(F)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착된다.
다음으로 도 21(G)와 같이, 상기 유연 기판(121) 하부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SD)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 영역(SD)의 상기 접착층(520)이 경화되어 접착력이 증가된다. 이는 제B실시예의 도 19(G) 단계와 유사하게 이루어지는 것으로, 이와 같이 함으로써 상기 유연 기판(121) 상부의 접착층(520)의 (빛의 조사로 인해 경화되어) 증가된 접착력은 상기 더미 기판 하부(131)의 접착층(520)의 접착력보다 커지게 되어, 접착력 차이가 발생하게 된다.
마지막으로 도 21(H)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SD)의 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사됨으로써 공정이 완료된다.
도 21의 제D실시예는 상기 웨이퍼 기판(111) 하부 및 상기 유연 기판(121) 하부로부터 빛이 조사되도록 하기 때문에, 도 19의 제B실시예와 유사하게, 도 8에 도시된 바와 같이 웨이퍼 기판 유닛(110)에 광학 장치(150)가 구비되도록 하고 도 9에 도시된 바와 같이 유연 기판 유닛(110)에 광학 장치(150)가 구비되도록 한(즉 웨이퍼 기판 유닛(110) / 유연 기판 유닛(120) 두 군데에 각각 광학 장치(150)가 구비되도록 한) 상기 선택적 박리 및 전사 장치(100)를 사용하여 용이하게 실현이 가능하다.
도 22의 제E실시예에서는, 먼저 도 22(A)와 같이, 하부에 희생층(510)이 형성된 더미 기판(131)과, 상부에 희생층(510)으로 소자층(500)이 고정된 웨이퍼 기판(111)이 사용된다. 앞서의 제A 내지 제E실시예에서는 모두 더미 기판(131) 하부에는 접착층(520)이 형성되었으나, 제E실시예에서는 더미 기판(131) 하부에 희생층(510)이 형성된다는 점에서 기본 구성상의 차이가 있다.
다음으로 도 22(B)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 희생층(510)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 희생층(510)이 상기 소자층(500) 상부에 접착된다.
다음으로 도 22(C)와 같이, 상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 전체 영역에 빛이 조사되어, 빛의 조사에 의해 상기 웨이퍼 기판(111) 상부의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소된다.
다음으로 도 22(D)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 희생층(510)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리된다. 이는 도 21의 제D실시예에서와 같은데, 즉 박리 과정에서는 일단 소자층(500) 전체가 박리되는 것이다.
다음으로 도 22(E)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동한다.
다음으로 도 22(F)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 희생층(510)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착된다.
다음으로 도 22(G)와 같이, 상기 더미 기판(131) 상부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SE)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 영역(SE)의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소된다. 앞서의 실시예들에서, 이 단계에서 접착력 차이를 발생시키기 위해서는 유연 기판(121) 상부의 접착층(520)의 접착력을 강화시키는 방식을 사용하였는데, 도 22의 제E실시예에서는 반대로 더미 기판 하부(131)의 희생층(510)의 접착력을 약화시키는 방식을 사용하고 있다는 점이 다르다.
다음으로 도 22(H)와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SE)의 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사됨으로써 공정이 완료된다.
도 22의 제E실시예는 상기 웨이퍼 기판(111) 하부 및 상기 유연 기판(121) 하부로부터 빛이 조사되도록 하기 때문에, 도 19의 제B실시예 또는 도 22의 제D실시예와 유사하게, 도 8에 도시된 바와 같이 웨이퍼 기판 유닛(110)에 광학 장치(150)가 구비되도록 하고 도 9에 도시된 바와 같이 유연 기판 유닛(110)에 광학 장치(150)가 구비되도록 한(즉 웨이퍼 기판 유닛(110) / 유연 기판 유닛(120) 두 군데에 각각 광학 장치(150)가 구비되도록 한) 상기 선택적 박리 및 전사 장치(100)를 사용하여 용이하게 실현이 가능하다.
앞서 설명한 바와 같이 도 21 및 도 22의 제D 및 제E실시예는, 선택적 전사가 일어나도록 하고 있다. 이를 요약하여 정리하면 다음과 같다.
Figure 112012105552375-pat00002
상기 표에 보이는 바와 같이, 제D실시예는 ①, ②를 이용하여, 제E실시예는 ①, ④를 이용하여 접착력 차이를 발생시켜 선택적 전사가 일어나도록 하고 있다. 이 경우 ④는 더미 기판 하부에 접착층이 아니라 희생층을 구비시킨다는 점에서 기본 구성이 다른 점은 있으나, 역시 선택적 전사를 일으킴에 있어서 ①, ②, ④ 중 무엇을 사용하여도 무방하며, 상기 실시예들로 한정되는 것이 아니다. 즉 예를 들어 ①, ②, ④ 조합 등과 같이 희생층 및 접착층의 재료나 구비 위치, 광학 장치 구비 위치 등에 따라 다양한 공정 설계 변형이 가능함은 물론이다.
도 23 및 도 24는 다수의 웨이퍼 기판에 존재하는 다양한 종류의 소자들을 하나의 유연 기판에 정렬하여 전사하는 실시예들이다. 여기에서 사용되는 선택적 박리 또는 전사 공정 자체는 도 18 내지 도 22의 공정들 중 어떤 공정이 사용되어도 무방하며, 따라서 선택적 박리 또는 전사가 일어나는 상세 단계는 생략한다.
도 23의 제F실시예에서는, 먼저 도 23(A)에 도시된 바와 같이 제1소자층(5001)이 형성된 제1웨이퍼 기판(1111), …, 제n소자층(500n)이 형성된 제n웨이퍼 기판(1111), …, 제N소자층(500N)이 형성된 제N웨이퍼 기판(111N)과, 단일 개의 더미 기판(131)과, 전사 대상인 유연 기판(121)이 준비된다. (여기에서, N: 웨이퍼 기판 및 소자층의 총 종류 개수, n: 인덱스 번호)
다음으로 도 23(B)에 도시된 바와 같이, 상기 더미 기판(131)이 제1소자층(5001)이 형성된 제1웨이퍼 기판(1111) 측으로 이동하여, 상기 더미 기판(131)이 상기 제1웨이퍼 기판(1111)으로부터 상기 제1소자층(5001)의 일부를 박리한다. 이 과정이 도 23(C), 도 23(D)에 도시된 바와 같이 전체 소자층 종류 개수 N만큼 반복됨으로써 선택적 박리 단계가 완료되며, 상기 더미 기판(131) 하부에는 N종의 소자층 일부들이 모여 이루어진 다종의 소자층(5001~500N)이 형성되게 된다.
다음으로 도 23(E)에 도시된 바와 같이, 상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 부착된 다종의 소자층(5001~500N)이 상기 유연 기판(121)으로 전사됨으로써 전사 단계가 완료되어, 다수의 웨이퍼 기판으로부터의 다종의 소자층의 선택적 박리 및 전사 공정이 완료된다.
도 24의 제G실시예에서는, 먼저 도 24(A)에 도시된 바와 같이 제1소자층(5001)이 형성된 제1웨이퍼 기판(1111), …, 제n소자층(500n)이 형성된 제n웨이퍼 기판(1111), …, 제N소자층(500N)이 형성된 제N웨이퍼 기판(111N)과, N개의 더미 기판(131)과, 전사 대상인 유연 기판(121)이 준비된다. (여기에서, N: 웨이퍼 기판 및 소자층의 총 종류 개수, n: 인덱스 번호)
다음으로 도 24(B)에 도시된 바와 같이, 각각의 제n더미 기판(131n)이 모두 각각 대응되는 제n소자층(500n)이 형성된 제n웨이퍼 기판(111n) 측으로 이동하여, 상기 제n더미 기판(131n)이 상기 제n웨이퍼 기판(111n)으로부터 상기 제n소자층(500n)의 일부를 박리한다. 도 23의 제F실시예에서는 단일 개의 더미 기판을 사용하기 때문에 더미 기판(131)이 N개의 웨이퍼 기판들을 하나씩 이동하면서 선택적 박리를 반복하여야 했지만, 이 경우 각 웨이퍼 기판마다 대응되는 더미 기판이 준비되므로 각각의 선택적 박리 단계는 동시에 이루어질 수 있다.
다음으로 도 24(C)에 도시된 바와 같이, 상기 제1더미 기판(1311)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하여, 상기 제1더미 기판(1311) 하부에 부착된 상기 제1소자층(5001)이 상기 유연 기판(121)으로 전사된다. 이 과정이 도 24(D), 도 24(E)에 도시된 바와 같이 전체 소자층 종류 개수 N만큼 반복됨으로써 전사 단계가 완료된다. 즉 상기 유연 소자(121)에는 최종적으로 N종의 소자층 일부들이 모여 이루어진 다종의 소자층(5001~500N)이 형성됨으로써, 다수의 웨이퍼 기판으로부터의 다종의 소자층의 선택적 박리 및 전사 공정이 완료된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 선택적 박리 및 전사 공정은, 웨이퍼 기판, 유연 기판, 더미 기판 각각에 소자층을 부착시키는 희생층 또는 접착층에 대하여, 원하는 위치에 선택적으로 빛을 조사하여 줌으로써 접착력 차이를 발생시키고, 이를 통해 선택적 박리 또는 선택적 전사가 일어나도록 하는 것을 기본 개념으로 하고 있다. 여기에서 기판들 중 어디에 빛을 조사할 것인지, 희생층 또는 접착층의 성질 또는 구비 위치는 어떠한지, 각 기판을 단일 개 사용할 것인지 또는 다수 개 사용할 것인지 등에 따라 매우 다양한 공정의 설계 변형이 가능하다. 예를 들어 앞서의 실시예에서는 유연 기판은 단일 개가 사용되는 것으로만 나타났으나, 유연 기판을 다수 개 사용하여 여러 종의 제품을 한꺼번에 제작할 수 있게 하는 등의 응용도 가능하다.
즉 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100: (본 발명의) 선택적 박리 및 전사 장치
110: 웨이퍼 기판 유닛
111: 웨이퍼 기판 112: 웨이퍼 기판대
112a: 웨이퍼 기판대 고정부 112b: 웨이퍼 기판대 이송부
120: 유연 기판 유닛
121: 유연 기판 122: 유연 기판대
122a: 유연 기판대 고정부
122b: 유연 기판 공급롤 122c: 유연 기판 회수롤
130: 더미 기판 유닛
131: 더미 기판 132: 더미 기판대
140: 가압 장치 150: 광학 장치
500: 소자층
510: 희생층 520: 접착층

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하도록 이루어지며,
    상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지는 선택적 박리 및 전사 장치(100)로서,
    상기 선택적 박리 및 전사 장치(100)는
    적어도 하나의 웨이퍼 기판(111), 상부에 수평면이 형성되어 상기 수평면 상에 상기 웨이퍼 기판(111)이 배치되도록 이루어지는 웨이퍼 기판대(112)를 포함하여 이루어지는 웨이퍼 기판 유닛(110);
    적어도 하나의 유연 기판(121), 상부에 수평면이 형성되어 상기 수평면 상에 상기 유연 기판(121)의 전체 또는 일부가 배치되도록 이루어져 상기 웨이퍼 기판대(112)의 측부에 배치되는 유연 기판대(122)를 포함하여 이루어지는 유연 기판 유닛(120);
    적어도 하나의 더미 기판(131), 하부에 수평면이 형성되어 상기 수평면 상에 상기 더미 기판(131)의 전체 또는 일부가 배치되도록 이루어져 상기 웨이퍼 기판대(112) 및 상기 유연 기판대(122)의 상부에 배치되는 더미 기판대(132)를 포함하여 이루어지는 더미 기판 유닛(130);
    상기 더미 기판 유닛(130)을 수직 방향으로 이동시키는 가압 장치(140);
    상기 웨이퍼 기판 유닛(110), 상기 유연 기판 유닛(120), 상기 더미 기판 유닛(130) 중 선택되는 적어도 하나에 구비되며, 상기 수평면 상의 적어도 2축 방향으로 스캔 가능하도록 이루어져, 상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하는 광학 장치(150);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 더미 기판 유닛(130)은
    상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 면접촉되며 투명 재질로 형성되는 평면형 더미 기판(131A),
    상기 평면형 더미 기판(131A)의 상부에 구비되어 상기 평면형 더미 기판(131A) 측으로 빛을 조사하는 광학 장치(150A)
    를 포함하여 이루어지는 더미 기판 유닛(130A)인 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 더미 기판 유닛(130)은
    상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 선접촉되며 투명 재질로 형성되는 튜브형 더미 기판(131B),
    상기 튜브형 더미 기판(131B)의 내부 또는 상부에 구비되어 상기 튜브형 더미 기판(131B) 측으로 빛을 조사하는 광학 장치(150B)
    를 포함하여 이루어지는 더미 기판 유닛(130B)인 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 장치.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 더미 기판 유닛(130)은
    필름형 더미 기판(131C),
    상기 필름형 더미 기판(131C)을 롤 형태로 구비하여 공급하는 더미 기판 공급롤(133C),
    상기 필름형 더미 기판(131C)을 회수하여 롤 형태로 구비시키는 더미 기판 회수롤(134C),
    평면 형태로 형성되어 상기 더미 기판 공급롤(133C) 및 상기 더미 기판 회수롤(134C) 사이에 구비되어 상기 필름형 더미 기판(131C)을 눌러 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 면접촉되도록 하는 가이드 플레이트(135C),
    상기 가이드 플레이트(135C)의 상부에 구비되어 상기 필름형 더미 기판(131C) 측으로 빛을 조사하는 광학 장치(150C)
    를 포함하여 이루어지는 더미 기판 유닛(130C)인것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 장치.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 더미 기판 유닛(130)은
    필름형 더미 기판(131D),
    상기 필름형 더미 기판(131D)을 롤 형태로 구비하여 공급하는 더미 기판 공급롤(133D),
    상기 필름형 더미 기판(131D)을 회수하여 롤 형태로 구비시키는 더미 기판 회수롤(134D),
    튜브 또는 롤 형태로 형성되어 상기 더미 기판 공급롤(133D) 및 상기 더미 기판 회수롤(134D) 사이에 구비되어 상기 필름형 더미 기판(131D)을 눌러 상기 웨이퍼 기판(111) 또는 상기 유연 기판(121)과 선접촉되도록 하는 가이드 롤(135D),
    상기 가이드 플레이트(135D)의 내부 또는 상부에 구비되어 상기 필름형 더미 기판(131D) 측으로 빛을 조사하는 광학 장치(150D)
    를 포함하여 이루어지는 더미 기판 유닛(130D)인 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 장치.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 웨이퍼 기판대(112)는
    웨이퍼 기판대 고정부(112a),
    상기 웨이퍼 기판대 고정부(112a) 상부에 구비되며 그 상부에 적어도 하나의 상기 웨이퍼 기판(111)이 놓여지며 이동 가능하게 형성되는 웨이퍼 기판대 이송부(112b)
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 웨이퍼 기판대(112)는
    상기 웨이퍼 기판대 고정부(112a) 내부에 상기 광학 장치(150)가 구비되어 상기 웨이퍼 기판(111) 측으로 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 장치.
  10. 제 3항에 있어서, 상기 유연 기판대(122)는
    유연 기판대 고정부(122a),
    상기 유연 기판(121)을 롤 형태로 구비하여 공급하는 유연 기판 공급롤(122b),
    상기 유연 기판(121)을 회수하여 롤 형태로 구비시키는 유연 기판 회수롤(122c)
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 유연 기판대(122)는
    상기 유연 기판대 고정부(122a) 내부에 상기 광학 장치(150)가 구비되어 상기 유연 기판(121) 측으로 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 장치.
  12. 삭제
  13. 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지는, 선택적 박리 및 전사 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하되,
    상기 선택적 박리 및 전사 방법은
    상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착되는 단계;
    상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SA)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SA)의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SA)의 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 방법.
  14. 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지는, 선택적 박리 및 전사 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하되,
    상기 선택적 박리 및 전사 방법은
    상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착되는 단계;
    상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SB1)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SB1)의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SB1)의 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착되는 단계;
    상기 유연 기판(121) 하부로부터 상기 소자층(500)이 접착된 영역(SB2)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 영역(SB2)의 상기 접착층(520)이 경화되어 접착력이 증가되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 방법.
  15. 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지는, 선택적 박리 및 전사 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하되,
    상기 선택적 박리 및 전사 방법은
    상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착되는 단계;
    상기 더미 기판(131) 상부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SC)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SC)의 상기 접착층(520)이 경화되어 접착력이 증가되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SC)의 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 방법.
  16. 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지는, 선택적 박리 및 전사 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하되,
    상기 선택적 박리 및 전사 방법은
    상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 상부에 접착되는 단계;
    상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 전체 영역에 빛이 조사되거나 또는 상기 희생층(510)과 반응하는 식각액이 투입되어, 빛의 조사 또는 식각에 의해 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 접착층(520)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착되는 단계;
    상기 유연 기판(121) 하부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SD)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 영역(SD)의 상기 접착층(520)이 경화되어 접착력이 증가되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SD)의 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 방법.
  17. 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지는, 선택적 박리 및 전사 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하되,
    상기 선택적 박리 및 전사 방법은
    상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 웨이퍼 기판(111) 상부에 상기 희생층(510)으로 고정된 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 희생층(510)과 접촉하여, 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 희생층(510)이 상기 소자층(500) 상부에 접착되는 단계;
    상기 웨이퍼 기판(111) 하부로부터 상기 소자층(500)의 전체 영역에 빛이 조사되어, 빛의 조사에 의해 상기 웨이퍼 기판(111) 상부의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상승하여, 상기 소자층(500)이 상기 더미 기판(131) 하부의 상기 희생층(510)에 부착되어 상기 웨이퍼 기판(111)으로부터 박리되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 하강하여, 상기 더미 기판(131) 하부에 상기 희생층(510)으로 부착된 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)과 접촉하여, 상기 유연 기판(121) 상부의 상기 접착층(520)이 상기 소자층(500) 하부에 접착되는 단계;
    상기 더미 기판(131) 상부로부터 상기 소자층(500)의 일부 영역(SE)에 빛이 조사되어, 빛이 조사된 상기 영역(SE)의 상기 희생층(510)이 제거되거나 접착력이 감소되는 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상승하여, 빛이 조사된 상기 일부 영역(SE)의 상기 소자층(500)이 상기 유연 기판(121)의 상기 접착층(520)에 부착되어 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 방법.
  18. 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지는, 선택적 박리 및 전사 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하되,
    상기 선택적 박리 및 전사 방법은
    상기 더미 기판(131)이 제n소자층(500n)이 형성된 제n웨이퍼 기판(111n) 측으로 이동하는 단계,
    상기 더미 기판(131)이 상기 제n웨이퍼 기판(111n)으로부터 상기 제n소자층(500n)의 일부를 박리하는 단계,
    상기 단계들이 N번 반복되는 단계
    를 포함하여 이루어지는 선택적 박리 단계;
    상기 더미 기판(131)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계,
    상기 더미 기판(131) 하부에 부착된 다종의 소자층(5001~500N)이 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 전사 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 방법.
    (여기에서, N: 웨이퍼 기판 및 소자층의 총 종류 개수, n: 인덱스 번호)
  19. 더미 기판(131)을 이용하여 웨이퍼 기판(111) 상에 형성된 소자층(500)을 박리하여 유연 기판(121)에 전사하되, 상기 웨이퍼 기판(111)의 상부에는 상기 소자층(500)을 상기 웨이퍼 기판(111)에 접착 고정하는 희생층(510)이 구비되고, 상기 유연 기판(121)의 상부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 접착층(520)이 구비되고, 상기 더미 기판(131)의 하부에는 상기 소자층(500)을 접착 고정 가능한 희생층(510) 또는 접착층(520)이 구비되며, 상기 희생층(510) 및 상기 접착층(520)은 빛이 조사되면 접착력이 변화되는 재료로 이루어지는, 선택적 박리 및 전사 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼 기판(111), 상기 유연 기판(121), 상기 더미 기판(131) 중 선택되는 적어도 하나의 일부 영역에 빛을 조사하여 상기 소자층(500)의 일부를 선택적으로 박리 또는 전사하되,
    상기 선택적 박리 및 전사 방법은
    제n더미 기판(131n)이 제n소자층(500n)이 형성된 제n웨이퍼 기판(111n) 측으로 이동하는 단계,
    상기 제n더미 기판(131n)이 상기 제n웨이퍼 기판(111n)으로부터 상기 제n소자층(500n)의 일부를 박리하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 선택적 박리 단계;
    상기 제n더미 기판(131n)이 상기 유연 기판(121) 측으로 이동하는 단계,
    상기 제n더미 기판(131n) 하부에 부착된 상기 제n소자층(500n)이 상기 유연 기판(121)으로 전사되는 단계,
    상기 단계들이 N번 반복되는 단계
    를 포함하여 이루어지는 전사 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 박리 및 전사 방법.
    (여기에서, N: 웨이퍼 기판 및 소자층의 총 종류 개수, n: 인덱스 번호)
KR20120148852A 2012-12-18 2012-12-18 선택적 박리 및 전사 장치 및 방법 Active KR101487438B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120148852A KR101487438B1 (ko) 2012-12-18 2012-12-18 선택적 박리 및 전사 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120148852A KR101487438B1 (ko) 2012-12-18 2012-12-18 선택적 박리 및 전사 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140079183A KR20140079183A (ko) 2014-06-26
KR101487438B1 true KR101487438B1 (ko) 2015-02-04

Family

ID=51130470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20120148852A Active KR101487438B1 (ko) 2012-12-18 2012-12-18 선택적 박리 및 전사 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101487438B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160127858A (ko) 2015-04-27 2016-11-07 한국기계연구원 선택적 전사 장치 및 방법
KR20200065450A (ko) * 2018-11-30 2020-06-09 (주)플렉스컴 웨이퍼 전사 장치 및 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102213887B1 (ko) * 2019-03-19 2021-02-08 (주)플렉스컴 롤러를 이용한 웨이퍼 전사 장치 및 방법
KR102606035B1 (ko) * 2019-08-28 2023-11-24 부산대학교 산학협력단 레이저를 이용한 센서제조방법 및 이 방법에 의하여 제조된 센서

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10125931A (ja) * 1996-08-27 1998-05-15 Seiko Epson Corp 薄膜素子の転写方法，薄膜素子，薄膜集積回路装置，アクティブマトリクス基板および液晶表示装置
KR20060043012A (ko) * 2004-03-10 2006-05-15 세이코 엡슨 가부시키가이샤 박막 디바이스 공급체, 박막 디바이스 공급체의 제조 방법,전사 방법, 반도체 장치의 제조 방법 및 전자 기기
KR20120053294A (ko) * 2010-11-17 2012-05-25 경희대학교 산학협력단 그래핀 패턴의 형성방법 및 그래핀 패턴을 갖는 전자소자의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10125931A (ja) * 1996-08-27 1998-05-15 Seiko Epson Corp 薄膜素子の転写方法，薄膜素子，薄膜集積回路装置，アクティブマトリクス基板および液晶表示装置
KR20060043012A (ko) * 2004-03-10 2006-05-15 세이코 엡슨 가부시키가이샤 박막 디바이스 공급체, 박막 디바이스 공급체의 제조 방법,전사 방법, 반도체 장치의 제조 방법 및 전자 기기
KR20120053294A (ko) * 2010-11-17 2012-05-25 경희대학교 산학협력단 그래핀 패턴의 형성방법 및 그래핀 패턴을 갖는 전자소자의 제조방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160127858A (ko) 2015-04-27 2016-11-07 한국기계연구원 선택적 전사 장치 및 방법
KR101698448B1 (ko) 2015-04-27 2017-01-23 한국기계연구원 선택적 전사 장치 및 방법
KR20200065450A (ko) * 2018-11-30 2020-06-09 (주)플렉스컴 웨이퍼 전사 장치 및 방법
KR102157647B1 (ko) * 2018-11-30 2020-09-18 (주)플렉스컴 웨이퍼 전사 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140079183A (ko) 2014-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6004738B2 (ja) インプリント装置、それを用いた物品の製造方法
KR101487438B1 (ko) 선택적 박리 및 전사 장치 및 방법
CN101547748B (zh) 用于将薄片应用到基板的方法和设备
Nan et al. Engineered elastomer substrates for guided assembly of complex 3D mesostructures by spatially nonuniform compressive buckling
CN101583436B (zh) 用于挠性板件和基板接触的方法和系统
TWI647825B (zh) 製造被動光學元件的方法及包含該元件的裝置
EP2650705B1 (en) Lens plate for wafer-level camera and method of manufacturing same
WO2013010113A1 (en) Non-contact transfer printing
KR101803790B1 (ko) 웨이퍼의 시닝 방법 및 장치
JP2007137051A (ja) インプリント方法、インプリント装置およびチップの製造方法
CN102386197A (zh) 影像感测晶片封装体及其形成方法
JP2010239118A (ja) インプリント装置および方法
JP2007165855A (ja) チップおよびウェハの加工方法
CN105584030B (zh) 压印方法、压印设备、模具和产品制造方法
JP2010093187A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
WO2022212260A1 (en) Processes and applications for catalyst influenced chemical etching
JP5383110B2 (ja) インプリント装置
CN106574998A (zh) 曲面衍射光栅的模型的制造方法、曲面衍射光栅的制造方法、曲面衍射光栅以及光学装置
JP6343814B2 (ja) モールド、インプリント装置及びインプリント方法
JP2022529692A (ja) フレキシブルエレクトロニクスを製造するシステムおよび方法
KR20170031710A (ko) 스텝 앤드 리피트식 임프린트 장치 및 방법
TW201249636A (en) Manufacturing a plurality of optical elements
KR102249004B1 (ko) 나노구조를 엠보싱하기 위한 방법 및 장치
US8292608B2 (en) Apparatus for fixing plastic sheet and method of fabricating nano pattern on plastic sheet using the same
TW200804870A (en) Method for fabricating an array of microlenses on an electro-optic device is disclosed

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20121218

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20131128

Patent event code: PE09021S01D

E90F Notification of reason for final refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Final Notice of Reason for Refusal

Patent event date: 20140623

Patent event code: PE09021S02D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20141120

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20150122

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20150123

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171204

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20171204

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181211

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20181211

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20191210

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20201209

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240102

Start annual number: 10

End annual number: 10

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250102

Start annual number: 11

End annual number: 11