KR20140004811A - 증착 복구 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 장치는, 통합된 관찰, 물질 제거 및 물질 증착 기능들을 포함한다. 상기 장치는, 동일한 광축을 따라서 상기 관찰, 물질 제거 및 물질 증착(전이) 동작을 수행한다. 상기 장치는 그 일부분에서, 카메라, 한 쌍의 렌즈 및 하나 또는 그 이상의 레이저를 포함한다. 상기 광축을 따라서, 관찰 대상인 타겟 기판에 형성된 구조물 상에 상기 카메라의 초점을 맞추기 위해, 제1 렌즈가 이용된다. 또한 상기 제1 렌즈는, 관찰된 상기 구조물이 물질 제거를 필요로 한다고 식별된 경우, 상기 구조물에 존재하는 물질을 제거하도록 상기 구조물에 상기 레이저 빔의 초점을 맞추기 위해 이용된다. 상기 관찰된 구조물이 물질 증착을 필요로 한다고 식별된 경우, 유동성 화합물을 리본 내에 형성된 리세스 웰로부터 상기 구조물로 전이시키도록 상기 리본에 상기 레이저 빔의 초점을 맞추기 위해 제2 렌즈가 이용된다.

Description

증착 복구 장치 및 방법{DEPOSITION REPAIR APPARATUS AND METHODS}

[관련 출원의 상호 참조]

본 출원은 "라인 개방 복구 장치 및 방법(Line Open Repair Apparatus and Method)"이라는 명칭의 2006년 5월 12일자 미국 임시특허출원 제60/747,158호를 우선권 주장의 기초로 하며, 상기 출원의 내용은 그 전체로서 참조에 의해 본 명세서에 편입된다.

본 발명은 일반적으로 마이크로전자 회로의 비접촉식 복구(repair)에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 능동 매트릭스(active matrix) 액정 디스플레이 패널과 같은 평판 디스플레이의 복구에 관한 것이다.

액정(liquid crystal; LC) 디스플레이의 제조 과정에서, 크고 깨끗한 얇은 유리 플레이트가 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT) 어레이(array)의 증착을 위한 기판으로 이용된다. 통상적으로, 수개의 독립적 TFT 어레이들이 하나의 유리 기판 플레이트 내에 수용되고, 이들은 종종 TFT 패널이라고 불린다. 또, 능동 매트릭스 LCD, 즉, AMLCD는 모든 서브픽셀(subpixel)마다 트랜지스터 또는 다이오드를 이용하는 부류의 디스플레이를 포괄하고, 이에 따라 TFT 디바이스를 포함한다. 이러한 유리 기판 플레이트는 AMLCD 패널이라고도 한다. 또한, 평판 디스플레이(flat panel display; FPD)는 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode; OLED) 기술들 중 어느 것을 이용하여 제작될 수 있고, 일반적으로 유리 상에 제작되지만, 플라스틱 기판 플레이트 상에 제작될 수도 있다.

TFT 패턴 증착은 다수의 스테이지에서 수행되는데, 각 스테이지에서 특정 물질(금속, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO), 결정질 실리콘, 비정질 실리콘 등)이 미리 정해진 패턴에 따라 이전에 놓인 층(또는 유리)의 최상부에 증착된다. 일반적으로 각 스테이지는 증착, 마스킹(masking), 식각(etching), 박리(stripping) 등과 같은 다수의 단계를 포함한다.

이러한 스테이지들의 각각 동안, 그리고 각 스테이지 내의 다양한 단계들에서, 최종 LCD 제품의 전기적 성능 및 광학적 성능 중 어느 하나 또는 모두에 영향을 미칠 수 있는 많은 제조 결함이 발생할 수 있다. 이러한 결함들은, 도 1에 도시된 바와 같이, ITO 112 내로의 금속 돌출 110, 금속 116 내로의 ITO 돌출 114, 소위 마우스 바이트(mouse bite) 118, 개회로(開回路) 120, 트랜지스터 124의 단락(short) 122, 및 외부 입자 126을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 다른 결함들은 식각 위 또는 아래에서의 마스크 문제 등을 포함한다.

TFT 증착 처리들은 엄격히 제어되지만, 결함의 발생은 불가피하다. 이는 제품 수율을 제한하고 제조 비용에 부정적인 영향을 미친다. 일반적으로, TFT 어레이는 중요한 증착 스테이지를 따라 하나 또는 다수의 자동 광학 검사(automated optical inspection; AOI) 시스템(들)을 사용하여 검사되며, 최종 TFT 어레이를 시험하기 위하여 어레이 시험기 또는 어레이 검사기(array checker; AC)라고도 불리는 광전(opto-electric) 검사 장치에 의하여 검사된다. 통상적으로 AOI 및 AC 시스템들은 결함 좌표를 제공한다; 이들은 결함들을, 킬러 결함(killer defects), 복구가능 결함, 또는 TFT 어레이 성능에 영향을 미치지 않는 결점(소위 프로세스 결함)으로 분류하기 위해 요구되는 고 해상도의 이미지를 제공하지 않는다. AOI 또는 시험 시스템으로부터의 결함 좌표 정보는 어레이 구제기(array saver; AS)라고도 불리는 TFT 어레이 관찰(review)/복구(repair) 툴로 넘겨지고, 이곳에서 결함들이 관찰, 분류 및 복구된다.

플레이트 하나 당 평균 결함 수는, (a) 제조 공정의 성숙도에 따라, (b) TFT 어레이 제조사마다, 그리고 (c) TFT 제조 공장마다 달라질 수 있다. 일반적으로, TFT 어레이 제조 라인 내의 결함 관찰 및 복구 처리량은 제7 세대 플레이트(2100mm×2400mm 크기) 하나 당 300 내지 400개의 결함을 처리하는 규모이다. 일반적으로, 플레이트 하나 당 결함들의 5% 내지 10%가 복구를 요한다.

일반적으로 TFT 어레이의 형상은 매우 작으므로(서브픽셀의 크기는, 예를 들면, 80×240㎛일 수 있고 제7 세대 플레이트로 형성된 40인치 대형 LCD 텔레비전을 위한 216×648㎛에 이를 수도 있음), 상기 어레이 관찰/복구 툴은 상기 결함이 복구가능한가를 결정하기 위해 결함 관찰을 수행하는 현미경을 포함한다. 상기 현미경의 시계(field of view)는 플레이트의 크기(일반적으로 2.1×2.4m)에 비해 좁다(100×100㎛ 내지 2×2mm의 범위). 상기 현미경은 정밀 XY 스테이지 상에 설치되어, 상기 플레이트의 표면 위에서 하나의 결함으로부터 다른 결함으로 신속히 이동될 수 있다. 상기 결함 좌표는 AOI 및 AC 검사 시스템에 의해 초기에 실행되는 검사로부터 알려진다. 상기 결함의 관찰 및 복구 중에, 상기 유리 플레이트는 진공 척(chuck) 수단에 의해 상기 XY 스테이지 아래에서 움직이지 않도록 유지된다. 상기 관찰된 결함은 복구 요구 카테고리를 포함하는 다양한 카테고리로 분류된다(즉, 빈(bin)에 넣어진다). 나아가, 복구가능한 결함들은 특정 복구 타입들, 일반적으로, 레이저 가공 또는 절삭("재핑(zapping)"이라고도 함), 레이저 용접, 또는 개방 라인 교락(橋絡; bridging) 타입으로 분류된다.

상기 일련의 일반적 이벤트들은 모든 어레이 관찰/복구 툴에 대해 전형적이다. 결함의 수, 타입, 위치, 크기/정도는 패널마다 다르며, 합격(pass) 판정의 수단이 상기 결함 이미지를 캡쳐한 이후의 상기 툴의 거의 모든 단계에서 요구된다 - 예를 들면, 어떤 이미지가 방해물(nuisance)이 아닌 실제 결함인지, 어떤 종류의 결함이 발견되었는지, 특정 결함이 복구가 요구되는지 아닌지, 어떤 종류의 복구가 요구되는지, 어떤 복구 파라미터가 필요한지, 복구되어야 할 다음 결함은 어느 것인지 등. 몇몇 관찰/복구 툴들은 이러한 결함을 식별, 분류 및 복구하기 위해, 인간 작동자의 판정 및 개입과 툴 동작을 결합시킨다. 주식회사 포톤 다이나믹스(Photon Dynamics, Inc.)에 의해 제조된 ASx60 제품군의 관찰/복구 툴과 같은 다른 관찰/복구 툴은, 자동으로, 즉, 인간의 개입 없이 관찰 및 AIO/시험 데이터를 분석하고, 결함을 식별 및 분류하고, 복구 파라미터를 설정하고 복구를 실행하는 자동 결함 복구(automatic defect repair; ADR) 능력을 갖는다.

도 2 및 3은 두 개의 결함 복구 예시를 단면도로 도시한다. 금속 돌출 결함 110이 도 2a에 도시되어 있다(평면도는 도 1 참조). 본 예에서, 상기 결함 110을 식별하고 분류한 후에, 복구 처방(recipe)이 생성되고 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 돌출을 제거하기 위해 상기 처방이 실행된다. 물질 제거는, 레이저 빔의 위치 및 출력/크기 파라미터를 제어하기 위해 레이저 절삭 기술을 이용하는 상대적으로 평이한 처리이다.

도 3a 내지 3e는 금속 라인 32와 34 사이의 개방 경로를 교정하기 위해 수행되는 복구 단계들을 나타낸다. 본 예에서, 패시베이션 층(passivation layer) 38을 파괴("잽(zap)")하여 상기 금속 라인을 노출 또는 절삭하기 위해, 레이저 36이 사용된다. 다음으로, 물질을 증착시키는 수단, 즉, 본 예시에서는 화학 증착 가스 및 움직이는 레이저 에너지 소스가 상기 금속 라인 32 및 34 상에 접촉 전극(contact electrode) 42 및 44를 생성하기 위해 도입된다. 이에 따라 상기 두 개의 금속 라인 32 및 34를 접속하도록 금속 라인 46이 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이 절삭을 요구하는 복구에 비하여, 도 3에 도시된 바와 같은 개방 경로의 교정을 요구하는 복구는 그러한 결함을 교정하기 위해 새로운 물질이 도입되어야 하므로 훨씬 더 난해하다. 이러한 난해함은, 상기 패널과 새로운 물질의 부착성, 저항성, 연속성, 라인 폭, 라인 두께 등과 같은 물질 완전성 및 호환성, 배치의 정확성(플레이트 회로 형상들과 그 안의 결함들은 일반적으로 1㎛ 미만 내지 10㎛임), 및 응용 제품의 속도 - 하나의 개방 결함을 복구하기 위한 증착 처리가 수십 초 이내에 이루어져야 함 - 등의 문제를 포함한다. 일반적인 복구 라인의 폭은 10㎛보다 좁고 그 길이는 100㎛ 단위이며, 복구 당 원하는 물질 증착 시간은 수 초 단위이다. 제조 라인에 있어서, 결함의 관찰 및 복구는 동일한 툴 내에서 행해지는 것이 바람직하다. 적절히 선택된 직접 기입 또는 인쇄 접근법이 이러한 난해함을 해결할 수 있다. "직접 기입(direct write)"이란 마스크 또는 기존의 폼(form)을 이용하지 않고 기판에 물질을 추가하거나 제거함으로써 상기 기판에 패턴을 직접 생성하는 기술이다. 일반적으로, 직접 기입 기술(direct write techniques)은 원하는 복구 라인 폭 단위의 빔 직경을 갖고 CAD/CAM 프로그램으로 제어되는 레이저 또는 입자빔(예를 들면, 전자빔)을 채용할 수 있다. 직접 기입 증착 방법은, 예를 들면, 잉크젯 인쇄, 레이저 화학 기상 증착(laser chemical vapor deposition; LCVD) 및 다른 방법들을 포함하며, 이들 중 몇몇 방법이 이하에서 설명된다.

레이저 직접 기입 증착 방법( Laser Direct Write Deposition Methods ):

레이저 화학 기상 증착(LCVD)은 평판 디스플레이의 개방 라인 복구에 관한 주지된 기술이다. 상기 LCVD는, 국부화된 화학 반응을 일으키도록 기판의 표면에 초점이 맞춰진 레이저 빔을 이용한다. 종종 상기 기판은 전구체(precursor)로 코팅되어 있는데, 상기 전구체는 레이저 빔이 주사되는 곳에서 국부적으로 열분해 또는 광분해된다. 열분해(pyrolytic) 레이저 CVD는 열(thermal) CVD와 거의 동일하다. 광분해 CVD에서는, 레이저 광과 전구체 간의 상호작용에 의해 화학 반응이 일어난다. 도 3c 및 3d는 광분해 LCVD 처리를 도시한다. LCVD는 제어된 대기, 구체적으로, 진공을 포함한 전구체 가스 흐름들의 균형을 요구하고, 이에 따라 LCVD 장비는 가스 흐름 제어기, 밸브 장치, 진공 펌프 및 다른 배관 설비를 포함한다.

LCVD는 이하와 같은 단점들을 갖는다: (ⅰ) 느린 증착 속도(예를 들면, 두께가 3500Å이고 폭 5㎛×길이 100㎛인 라인에 대해 수십 초 단위임), (ⅱ) 복구될 구역을 둘러싸는 제어된 환경에 대한 요구; 구체적으로, 오염을 피하기 위해 복구 부분 근처의 가스가 제거되고 비활성 가스 또는 진공이 도입되어야 함, (ⅲ) 최선의 부착을 위해서 증착 전에 표면이 준비될 필요성, (ⅳ) 최선의 부착을 위한 높은 표면 온도에 대한 요구, (ⅴ) 제조 장비의 높은 복잡도, 및 (ⅵ) 기판 부근의 가스 흐름으로 인한 오염 가능성.

현재, LCVD 처리는 느리고 관련 툴은 고가이며, 일반적으로 FP 제조 라인은 주식회사 포톤 다이나믹스가 제조한 ASx60 제품과 같은 다수의 저비용 관찰/절삭 복구 툴 및 라인 개방 복구 전용의 개별 LCVD 툴을 포함한다. 도 19b는, 제조 라인에 있어서, 일련의 관찰/복구 툴들을 통한 기존의 일반적인 FP 플레이트 흐름을 도시한다.

상대적으로 작은 형상들의 증착을 위한 레이저 유도 순방향 전이(laser induced forward transfer; LIFT) 방법이 1980년대에 도입되었다. 상기 LIFT 방법에서는 펄스형(pulsed) 레이저 빔이 레이저-투과성(laser-transparent)의 타겟을 통과하여, 상기 레이저 빔의 반대쪽에서 타겟 기판을 코팅하는 전이되어야 할 물질의 막을 가격하고 기화시킨다. 상기 레이저가 상기 막의 물질을 기화시키므로, LIFT는 순수한 열분해 기술이다. 메이어(Mayer)(미국특허 제4,752,455호)에서 인용된 LIFT 금속 전이를 위한 레이저 에너지 밀도는 1J/cm² 내지 10J/cm²의 범위를 갖는다. 기화된 물질은 더 큰 반응성을 갖고 더 쉽게 열화(劣化), 산화 또는 오염되는 경향이 있다. 상기 LIFT 방법은 고온 기술이므로 유기물에는 적합하지 않다. 나아가, 타겟 물질에서 고온이 발생되므로 상기 타겟 기판 자체의 삭마(ablation) 또는 스퍼터링(sputtering)이 일어날 수도 있고, 이로 인해 타겟 기판 물질의 전이가 일어나 원하는 막 물질의 순도 완전성을 감소시킬 수 있다. 상기 LIFT 처리에 의해 생성된 라인들은 조악한 균일성, 조직성, 부착성 및 분해능을 갖는다는 것이 보고된 바 있다.

MELD(micro-structuring by explosive laser deposition)는 LIFT의 변형으로, 메이어의 미국특허 제4,752,455호 및 제6,159,832호('832 특허)에 기재되어 있다. 메이어는 매우 높은 반복율(10MHz) 및 10mJ의 펄스 당 에너지의 초단펄스(20psec보다 짧거나 이와 같음)를 이용한다. 상기 레이저의 빔은, 그 반대쪽 표면에 금속이 입혀진 투명 기판을 통과한다. 상기 빔은 상기 금속 막 물질을 기화시키고 타겟 기판을 향해 밀어낸다. 일반적인 에너지 밀도는 실질적으로 1J/cm² 내지 3J/cm²이다. 상기 '832 특허는 초고속 레이저의 이용을 개시한다. 메이어의 상기 MELD 작업에 가장 근접한 것이 오므론 사(Omron Corporation; 일본)에 의해 개발 중인 레이저 금속 전이(laser metal transfer; LMT) 처리이다. LIFT 및 MELD 양쪽 모두 기판 표면의 금속 막의 기화 및 응결을 요구하므로, 당해 금속 물질으로 인해 인접한 3D 화소들(즉, 전이된 3차원 픽셀들) 간에 다수의 불연속성이 나타나기 때문에, 최종 패턴이 최저 한계적(marginal) 기능(즉, 전기 전도도)을 갖게 된다.

폭이 좁은 빔과 나노-잉크(5nm 내지 수십nm 크기 단위의 금속 입자들을 포함함)를 포함하는 레이저를 이용한 1990년대 중반 이후로, 페인팅, 브러싱, 분사(jetting)에 의한 잉크 증착이 전자 회로의 직접 기입의 길을 열어주었다. 약 1999년부터 2002년까지 진행된 미국 국방부의 국방 고등 연구 계획국(Defense Advanced Research Projects Agency; DARPA)의 MICE(Mesoscopic Integrated Conformal Electronics) 프로그램은, 중간 규모 범위(1㎛ 내지 10㎛)의 타겟 라인 폭을 이용하는 다수의 직접 기입 기술적 접근 방법들에 투자했다.

에어로졸 분사는 잉크 물질을 기판에 인가하는 방법으로, 상기 DARPA MICE 프로그램 지원하에 뉴멕시코 앨버커키에 위치한 주식회사 옵토멕(Optomec, Inc.)에 의해 개발되었다. 이 방법에서, 전달 시스템은 (1) 상기 잉크를, 지름이 1㎛ 내지 10㎛이고 그 평균은 실질적으로 5㎛인 작은 액적(液滴) 분포로 쪼개는 분무기, 및 (2) 상기 잉크 스트림 주위에 동심으로(concentrically) 위치된 외피 기체 분사구(sheath gas jet)를 포함하는 전달 헤드를 포함한다. 상기 동심으로 위치된 기체는 상기 잉크 스트림에 집중된다. 다음으로, 증착된 잉크 라인이 경화되어야 한다. 현존 기술은 광범위하게 분포된 액적 크기를 사용한다. 상기 기술은 20㎛보다 넓은 폭의 금속 라인의 직접 기입 증착에 있어서 가장 성공적인 것으로 보이며, 100㎛보다 훨씬 큰 크기의 3차원 구조물의 제작에 적용되어 왔다. 그러나, 10㎛보다 좁은 폭을 갖는 라인을 달성하기 위한 이러한 접근법은 다음과 같은 단점들을 갖는다: (ⅰ) 고도로 복잡한 처리 의존도(예를 들면, 잉크 온도, 잉크 점도, 분무기 압력 및 온도, 가스 외피 흐름), (ⅱ) 전달 침(needle)의 잦은 고장, (ⅲ) 실질적으로 5㎛로 제한된 평균 액적 분포 - 이는 라인 폭의 최소값을 실질적으로 7㎛로 제한함 -, (ⅳ) 실질적으로 1000cP보다 낮은 점도를 갖는 물질에의 한정, 및 (ⅴ) 평균 액적 분포, 잉크 점도, 잉크/기판 표면 장력, 온도를 포함하는 라인 폭 결정 인자들.

마이크로회로의 직접 기입 증착을 위한 프린터 잉크젯 기술의 응용 제품이 계속 연구되어 왔다. 압전식, 열식, 정전기식, 음파식, 또는 다른 구동 방식을 이용하는 잉크젯 프린트헤드 주문식 액적 분배 기술이 상세히 개시되었다. 일반적으로 생산 레벨의 응용 제품들은 수십 피코리터(picoliter) 또는 그 이상의 체적의 액적을 분배한다. 10 피코리터는 실질적으로 26㎛ 직경의 구(球)와 균등하다. 그러나 평판 디스플레이 내에서 볼 수 있는 마이크로회로의 복구를 위해서는, 10㎛보다 좁은 라인 폭이 요구된다. 상기 증착된 잉크의 퍼짐에 대한 어느 정도의 공차(公差)까지 포함한다면, 4㎛ 직경의 액적이 FP 복구 요건을 만족시킬 수 있고, 이러한 액적 크기는 수십 펨토리터(femtoliter) 체적과 균등하다. 개발이 계속 이루어지고 있음에도 불구하고, 극도로 세밀한 라인 폭을 위한 잉크젯 기술은 아직 제조 가능한 것으로 밝혀지지 않았다. 에어로졸 분사 기술에 대하여 상기 열거된 제한점들 중 상당수가 주문식 인쇄(print-on-demand) 잉크젯 기술에 대해 적용된다.

매트릭스 기반의 펄스형 레이저 증발식 직접 기입(matrix-assisted pulsed laser evaporation direct-write; MAPLE-DW)이 DARPA의 MICE 프로그램 지원하에 미해군연구소(U.S. Naval Research Laboratory)의 크리시(Chrisey)와 피케이(Pique)에 의해 개발되었다. 상기 MAPLE-DW 접근법은 미국특허 제6,177,151호('151 특허) 및 제6,766,764호('764 특허)에 개시되어 있다. 그 이후 MAPLE-DW의 다수의 변형 기술이 미국특허 제6,805,918호('918 특허) 및 제7,014,885호(유동성 물질의 전이)('885 특허), 및 미국특허 제6,815,015(분사 동작)('015 특허)에 개시되어 있다. 미국특허 제7,014,885호 및 제6,815,015호는 그 전체로서 참조에 의해 본 명세서에 편입된다. 상기 MAPLE-DW 처리는 LIFT의 변형이며, 양자의 주요한 차이점은, LIFT에서는 전이되어야 할 물질이 삭마 또는 기화되므로 고 에너지가 인가됨으로 인해 전이 중에 상기 물질이 실질적으로 변경되는 한편, MAPLE-DW에서는 전이된 물질이 실질적으로 변경되지 않는다는 점이다.

상기 세 가지 변형 기술들(MAPLE-DW, 유동식 및 분사식) 간의 주요한 차이점들은 주로, (a) 전이되어야 할 물질의 성질, (b) 레이저 에너지 밀도, 및 (c) 상기 물질의 성질 및 이용가능한 에너지의 양쪽 모두에 따라 결정되는 전이 기구에 있다. 상기 MAPLE-DW 처리는 전이 물질과 매트릭스 물질을 결합하는 단계를 개시하는데, 상기 매트릭스 물질은, 구체적으로, 펄스형 레이저 에너지에 노출된 때 상기 전이 물질보다 높은 휘발성을 갖는다는 특성을 지닌다. 상기 전이 물질은 금속, 또는 절연체 및 생물학적 물질을 포함하는 비금속을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 코팅된 물질(매트릭스 물질+전이 물질)은 증착 처리 중에 고체 상태인 것으로 가정한다. 상기 MAPLE-DW 처리를 이용하는 금속에 대한 전이 에너지 밀도는 '151 및 '764 특허에서 일반적으로 300mJ/cm² 내지 500mJ/cm²로 언급되어 있다. 상기 MAPLE-DW 전이 메커니즘은 상기 매트릭스 물질을 휘발 또는 기화시키는 단계를 포함하는데, 이는 상기 전이 물질이 지지 리본(supporting ribbon)으로부터 수취 기판(receiving substrate)으로 탈착(脫着; desorption)되도록 한다. 상기 MAPLE-DW 처리는 전이 이후에 상기 증착된 물질이 추가적인 처리를 필요로 하지 않는다고 가정한다.

상기 유동성 물질 및 처리는 '918 및 '885 특허들에 개시되어 있으며, 상기 특허들은 유동성 물질을, 고체와 액체 사이의 범위에 놓이고 탄성 또는 점성과 같은 적어도 하나의 기본적인 유동학적 속성에 의해 특징지어지는 속성들을 갖는 물질 분류로 정의한다. 나아가, 상기 유동성 물질은 젤, 페이스트, 잉크, 농액(濃液), 현탁액(suspension), 뉴턴 및 비뉴턴 유체, 점탄성 고체, 및 탄점성 유체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 유동성 물질은 금속, 또는 절연체 및 생물학적 물질을 포함하는 비금속을 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 유동성 물질은 (예를 들면) 기능성 물질, 용매 또는 부형제(vehicle), 화학 및 유동학적 전구체, 결합제(binder), 계면 활성제, 분산제(dispersant agent), 분말 및 생체물질(biomaterial) 중 하나 또는 그 이상으로 구성된 균일 혼합물이다. 상기 기능성 물질은 원하는 증착의 기능적 특성(전기적, 자기적 등)을 갖는 물질이다. 상기 유동성 물질 전이 처리를 이용하는 금속에 대한 전이 에너지 밀도는 '918 특허 실시예에서 400mJ/cm² 내지 500mJ/cm²으로 언급되었다. '918 및 '885 특허에 기재된 상기 유동성 물질 전이 메커니즘은 다음의 단계들을 포함한다: (a) 레이저 에너지가 지지 리본의 표면 근처에서 유동성 유체의 극소 체적 부분을 가열하고, (b) 기화된 물질이 기화되지 않은 유체를 수취 기판을 향해 밀어내는 고압 폭발을 일으킨다. 전이되는 상기 물질은, 실질적으로 변경되지 않은 유동성 유체이다. 대부분의 증착 물질은 어떤 화학적 전구체를 분해하거나, 용매 부형제를 축출(drive off)하거나, 또는 상기 기능성 물질과 영구 결합제를 통합 또는 밀집화 또는 소결(燒結)시키기 위해, 열처리, 광열처리 또는 광처리와 같은 후처리를 필요로 한다.

'015 특허에 기재된 분사 효과는 유동성 유체를 이용하는 좁은 공정 윈도우(process window) 조건하에서 일어난다. 구체적으로, 상기 전이된 물질이 실질적으로 입사 레이저 빔의 윤곽과 동일하거나 그보다 작은 크기로 남아있도록 전이 처리를 제어하기 위하여, 상기 전이 에너지 밀도가 조정된다. '015 특허에 기록된 분사 처리를 위한 전이 에너지 밀도는 100mJ/cm²보다 작다. 상기 분사 윈도우(jetting window)에서의 동작은, 입사 레이저 빔 사이즈에 필적하는 형상 크기가 생성될 수 있다는 점에서 유리하다. 더욱 구체적으로, 그러한 형상 크기는 10㎛보다 작은 범위 내에 있을 수 있는데, 상기 범위는 FP 개방 라인 결함 복구의 필수요건이다. 그러나, '015 특허에 개시된 분사 동작에 대한 상기 조건은, 투명한 리본 상의 상대적으로 두꺼운 코팅(언급된 실시예에서는, 그 두께가 1㎛ 내지 20㎛, 보다 구체적으로, 5㎛ 내지 10㎛임)을 요구하는데, 이는 그만큼 두꺼운, FP 복구에 요구되는 1㎛ 미만의 두께보다 훨씬 큰 전이된 형상이 생성되게 한다.

증착 복구는 도전성 물질, 예를 들면, 금속뿐만 아니라, 비금속, 예를 들면, 컬러 필터에 이용되는 포토레지스트(photoresist) 물질 또는 유기물 기반 물질을 요구할 수 있으므로, 잉크 또는 유동성 물질을 지원하는 처리는 FP 산업 분야에 대한 가장 높은 관심사 중 하나이다. 그러나 이미 언급한 바와 같이, FP 복구에 필요한 일반적인 최소 형상 크기는, 십분의 몇 ㎛ 단위의 상대적으로 작은 에지 거칠기(edge roughness)와 함께, 5㎛의 라인 폭과 일반적으로 0.2㎛ 내지 0.4㎛ 라인 두께이다. 상기한 직접 기입 기술의 대부분은 30㎛의 라인 폭을 용이하게 달성할 수 있고, 약간의 추가적인, 그러나 크지 않은 노력으로 10㎛의 라인 폭을 달성할 수 있다. LCVD를 제외하고는, 다른 잉크 기반의 DW 기술, 예를 들면, 분사는 균일하고 연속적인 1㎛ 미만의 라인 두께를 지속적으로 달성할 수 없다.

잉크/유동성 물질을 이용하여 양호한 에지 거칠기를 갖는 5㎛의 폭×0.3㎛의 두께의 라인을 달성하는 것은, 예를 들면, (ⅰ) 수취 기판의 표면에서의 물질 흐름 - 이는 전달 또는 기판 온도, 점도, 기판 물질 또는 표면 상태의 함수일 수 있음 -, (ⅱ) 전달된 액적 크기(에어로졸 분사 또는 잉크 분사) 또는 전달된 물질 크기 및 두께(물질 전이 방법들), (ⅲ) 상기 수취 기판에 대한 전달 기구의 상대적 위치에 의해 제한된다. 잉크 분사 시스템의 경우, 예를 들면, 너무 먼 거리는 너무 넓은 라인(분사의 퍼짐(spreading))을 야기할 수 있는 한편, 너무 가까운 거리도 너무 넓은 라인(상기 분사의 튐(splattering))을 야기할 수 있다. 잉크/유동체 물질을 이용하여 양호한 에지 거칠기를 갖는 5㎛ 폭의 라인을 달성하는 것은, 추가적으로, (ⅳ) 잉크 또는 유동체 물질 내의 물질 입자 크기 - 금속에 대하여, 일반적인 금속 입자 크기들은 수십 nm 또는 그 미만이어야 함 -, (ⅴ) 전달 기구 내의 개구의 크기, 및 (ⅵ) 레이저 또는 에너지 소스의 빔 크기에 의해 제한된다.

상기 LIFT와 MAPLE-DW 처리에 있어서 전이되어야 할 물질은 보통 고체인데, 이에 비해 상기 유동성 물질은 점도와 같은 유동성 특성에 기여하는 기능성 물질, 용매 또는 운반체(carrier) 물질, 결합체, 분산제 등을 포함하는 균일 혼합물이다. 몇몇 선택된 유동성 물질은, 낮지만 0(zero)은 아닌 기체 압력을 갖는 용매 또는 유체를 포함할 수 있고, 이는 그러한 용매 또는 유체의 증발로 인해 시간이 흐름에 따라 상기 유동성 물질 내의 포텐셜 변화를 수반한다. 따라서, 일관적인 결과를 위해서는, 특히 5㎛와 동일하거나 그보다 좁은 라인 폭에서, 전이되어야 할 상기 유동성 물질은 시간의 흐름에 따라 일관적인 특성을 가질 것이 요구된다. 이러한 요건은 여러 방법으로 만족시킬 수 있다: (a) 전이되어야 할 상기 유동성 물질을 변화를 억제하는 환경 내에 두는 방법(예를 들면, 온도 및 압력 조건을 제어함), 또는 (b) 전이시의 상기 유동성 물질의 노출 시간이 항상 동일하도록 처리 및 취급 단계들의 순서를 제어하는 방법.

참조 문헌인 미국특허 제6,792,326호, 제6,583,318호, 제6,82,490호, 제6,85,426호 및 제6,649,861호에서 듀이그난(Duignan) 등은 MAPLE-DW를 위한 장치를 개시하고 있다. 듀이그난의 장치는 여러 이유로 유동성 물질을 이용하는 레이저 직접 기입 방법에는 적용될 수 없는데, (a) 듀이그난은 시간의 흐름에 따른 일관적인 유동성 물질 특성 유지를 위한 요건을 만족시키지 않고, (b) 듀이그난은 상기 유동성 유체 내의 운반체 성분을 축출하기 위한 후처리에 대한 요건에 대비하지 않는 등의 이유 때문이다.

따라서, 유동성 물질 및 관련 처리 단계들을 이용하는 반복 가능한 증착 복구를 가능하게 하는 장치 및 방법이 요구된다.

NRL 팀 및 듀이그난 등은 레이저 직접 기입 증착을 레이저 가공(재핑)과 결합하는 장치 및 방법을 개시하며, 상기 양 집단은 증착에 앞서 수취 기판을 준비하기 위한 가공과 최종 증착물의 가공 또는 트리밍(trimming)을 개시한다. '918, '885 및 '015 특허에서, NRL 팀은 후처리(경화)를 위한 요건을 도입한다. 미국특허 제5,164,565호에서 아디에고(Addiego)에 의하면, 레이저 가공(절삭) 복구 기능이 증착 복구 기능과 결합되지만, FP 생산에 요구되는 중요한 관찰 기능은 포함되지 않는다.

도 19b에서 이미 도시되고 기재된 바와 같이, 기존의 제조 라인을 통한 평판의 제조 흐름은, 모든 타입의 FP 복구를 감당하기 위해 다음의 두 가지 툴을 이용한다: (ⅰ) 관찰/절삭 복구 결합 툴, 및 (ⅱ) 독립형 증착 복구 툴. 따라서, 관찰 및 모든 복구 기능들을 결합한 툴, 보다 구체적으로, 해당 패널이 툴 내에 적재되어 있으면서 결함을 자동으로 관찰하고 분류하며 절삭 복구 및 증착 복구(예를 들면, 유동성 물질들을 이용하는 복구)를 위한 명령을 생성하고 실행하는 저비용의 고속 결함 관찰/복구 툴이 요구된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 장치는, 통합된 관찰, 물질 제거 및 물질 증착 기능들을 포함한다. 상기 장치는, 동일한 광축(경로)을 따라서 상기 관찰, 물질 제거 및 물질 증착(전이) 동작을 수행한다. 상기 장치는 그 일부분에서, 카메라, 한 쌍의 렌즈 및 하나 또는 그 이상의 레이저를 포함한다. 광축을 따라서, 관찰 대상인 타겟 기판에 형성된 구조물에 상기 카메라의 초점을 맞추기 위해, 제1 렌즈가 이용된다. 또한 상기 제1 렌즈는, 관찰된 상기 구조물이 물질 제거를 필요로 하는 것으로 식별된 경우, 상기 구조물에 존재하는 물질을 제거하도록 상기 구조물에 상기 레이저 빔의 초점을 맞추기 위해 이용된다. 상기 관찰된 구조물이 물질 증착을 필요로 하는 것으로 식별된 경우, 유동성 화합물을 리본(ribbon) 내에 형성된 리세스 웰(recessed well)로부터 상기 구조물로 전이시키도록 상기 리본에 상기 레이저 빔의 초점을 맞추기 위해, 제2 렌즈가 이용된다. 추가적인 관찰 동작이 상기 제거 및 증착 동작 이후에 수행될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 유동성 화합물은 상기 기판에 존재하는 한 쌍의 노드들 사이의 전기적 접속을 제공한다. 일 실시예에서, 상기 기판은 픽셀 어레이를 포함하는 평판 디스플레이, 태양 전지판 등일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 장치는 그 일부분에서, 상기 카메라, 동작 중에 선택적으로 이용될 때의 상기 제1 및 제2 렌즈, 및 상기 레이저 빔의 광 경로와 동일 축의 광 경로를 갖는 자동 초점 센서를 포함한다. 상기 자동 초점 센서는 상기 물질 제거 동작 중에 상기 기판과 상기 제1 렌즈 사이의 거리를 미리 정의된 범위 내로 유지한다. 나아가, 상기 자동 초점 센서는 상기 유동성 화합물의 전이 중에 상기 리본과 상기 제2 렌즈 사이의 거리를 상기 미리 정의된 범위 내로 유지한다. 몇몇 실시예에서, 상기 자동 초점 센서는, 상기 리본이 상기 기판에 대하여 움직일 때 상기 리본과 상기 기판 사이의 거리를 상기 미리 정의된 범위 내로 유지하는 추적형(tracking) 자동 초점 센서이다.

일 실시예에서, 상기 레이저 빔은 상기 기판에 증착된 상기 유동성 화합물을 경화(curing)시키기 위해 이용된다. 다른 실시예에서, 상기 유동성 화합물이 상기 기판에 증착된 이후 상기 유동성 화합물을 경화시키기 위해 열 소스가 이용된다. 상기 열 소스는 제거 및 증착 중 어느 하나 또는 모두의 동작 중에 이용된 상기 레이저 빔과 다른 레이저 빔일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 장치는 상기 리본이 상기 레이저 빔에 대하여 움직일 때 상기 레이저 빔 주위에 중심이 유지되는 가변형 개구를 더 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 장치는 상기 제2 렌즈의 시계(field of view)에 걸쳐서 단계적으로 이동하도록 상기 레이저 빔의 중심 주위에서 변형되는 가변형 개구를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 레이저 빔은, 상기 레이저 빔 내에 공존하는 복수의 파장을 포함하는 혼합형(blended) 레이저 빔이다. 다른 실시예에서, 상기 레이저 빔은 동작 요건에 따라 선택되는 하나의 파장을 갖는다. 또한, 상기 레이저 빔의 펄스 길이가 변화될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 장치는 주문시에(on-demand) 상기 리본을 준비하는 리본 준비 어셈블리를 포함한다. 상기 리본은 상기 레이저 빔의 파장에 대해 투과성을 갖고, 상기 레이저 빔의 경로 내에 존재하고 상기 기판에 전이되어야 할 상기 유동성 화합물로 코팅된 리세스 웰을 포함한다. 상기 리본은 선택적으로, 다른 유동성 물질로 코팅된 제2 리세스 웰을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 리본은 복수의 제1 리세스 웰, 및 상기 복수의 제1 리세스 웰과 상호배치된 복수의 제2 리세스 웰을 포함한다. 제1 유동성 화합물로 코팅된 상기 복수의 제1 리세스 웰이 형성되고, 상기 복수의 제2 리세스 웰은 제2 유동성 화합물로 코팅된다. 다른 실시예에서, 상기 리본은 상기 장치 내에 배치되지 않은 어셈블리에 의해 준비된다.

일 실시예에서 상기 장치는 그 일부분에서, 상기 제1 렌즈를 상기 기판에 대하여, 그리고, 상기 광 경로에 평행하게 움직이는 제1의 Z-축 제어기, 및, 상기 리본을 상기 제2 렌즈에 대하여, 그리고, 상기 광 경로에 평행하게 움직이는 제2의 Z-축 제어기를 더 포함한다. 상기 제2의 Z-축 제어기는 상기 리본을 홈 위치에 재치시키는 동작, 및 상기 리본을 교체할 수 있도록 상기 리본을 적재(load)/양하(unload) 높이로 움직이는 동작 중 어느 하나 또는 모두를 더 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 장치는, 상기 리본을 수용하고 상기 리본이 내부에 재치된 때 온도, 습도 등과 같은 환경 파라미터를 제어하는 커버를 더 포함한다.

일 실시예에서 상기 장치는 그 일부분에서, 상기 리본을 상기 제2 렌즈에 대하여 상기 광 경로에 평행한 축을 중심으로 회전시키는 회전축 제어기를 더 포함한다. 상기 회전축 제어기는, 상기 리본을 홈 위치에 재치시키기 위하여, 상기 리본을 제1 각도로 회전시키고, 상기 리본을 교체할 수 있도록 상기 리본을 제2 각도로 회전시킨다. 일 실시예에서 상기 장치는 그 일부분에서, 상기 레이저 빔의 광 경로에 수직인 평면 내에서 상기 리본의 상대적 위치를 움직이는 동작, 및 상기 레이저 빔의 광 경로에 수직인 평면 내에서 상기 기판의 상대적 위치를 움직이는 동작 중 어느 하나 또는 모두를 행하는 축 제어기를 더 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 장치는 그 일부분에서, 리본 내에 리세스 웰을 형성하는 제1 모듈; 및 상기 리세스 웰 내에 잉크를 분배(dispense)하는 제2 모듈을 포함한다. 상기 장치는, 상기 리본을 홈 위치에 재치시키는 제3 모듈, 상기 리본이 상기 홈 위치에 재치될 때 상기 리본을 덮는 커버, 및 상기 커버에 재치된 상기 리본의 온도를 제어하는 온도 제어기를 더 포함한다.

도 1은, 종래 기술에서 공지된 주기적인 트랜지스터 어레이를 포함하는 패턴화된 대형 평면 매체의 일부분의 평면도에 있어서, 다수의 비주기적 결함을 도시한다.
도 2a 및 2b는, 종래 기술에서 공지된 돌출 결함을 갖는 디바이스의 복구 전과 후의 단면도를 도시한다.
도 3a 내지 3e는, 종래 기술에서 공지된 개회로를 포함하는 디바이스의 복구 전과 후의 단면도를 도시한다.
도 4a는, 본 발명의 일 실시예에 의한, 전이 물질을 리본으로부터 기판으로 직접 기입 레이저 전이하는 장치의 단면도를 도시한다.
도 4b는, 본 발명의 다른 실시예에 의한, 전이 물질을 리본으로부터 기판으로 직접 기입 레이저 전이하는 장치의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4c는, 본 발명의 일 실시예에 의한, 도 4b의 장치에 이용된 리세스 웰(recessed well)을 포함하는 리본을 도시한다.
도 5a는, 본 발명의 일 실시예에 의한, 통합된 관찰/복구 툴의 기능 블록도이다.
도 5b는, 본 발명의 일 실시예에 의한, 하나의 리본 준비 스테이션에 의해 공급된 새로운 리본들의 연관된 카세트를 각각 포함하는, 두 개의 관찰/복구 툴의 블록도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 의한, 통합된 관찰/복구 툴의 기능 블록도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 의한, 도 5a 및 6의 광학기 탑재체들(optics payloads)의 블록도이다.
도 8a는, 본 발명의 일 실시예에 의한, 도 7의 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리와 직접 기입 모듈의 다양한 구성요소들을 도시한다.
도 8b는, 상기 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리에 대하여, 최종 렌즈의 광축에 대한 상기 리본의 세 가지의 선형적 X 위치를 도시한다.
도 8c는, 수취 기판에 대한 상기 리본의 중요한 Z 위치들을 도시한다.
도 8d는, 본 발명의 일 실시예에 의한, 도 7의 상기 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리와 직접 기입 모듈의 다양한 구성요소들을 도시한다.
도 8e는, 도 8d의 실시예에 대하여, 상기 최종 렌즈의 광축에 대한 상기 리본의 세 가지의 회전(세타, θ) 위치를 도시한다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 의한 주문식 리본 어셈블리이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 의한, 도 9의 리본 준비 모듈의 다양한 구성요소들을 도시한다.
도 11a 및 11b는, 본 발명의 다른 실시예에 의한, 도 9의 상기 리본 준비 모듈의 구성요소들의 측면도 및 평면도이다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 의한 주문식 리본 어셈블리이다.
도 12b 내지 12e는, 도 12a의 리본 준비 모듈의 다양한 단면도들이다.
도 13a 내지 13c는, 본 발명의 다른 실시예에 의한, 주문식 리본 어셈블리에 대한 다수의 도면들이다.
도 14는, 본 발명의 일 실시예에 의한, 결함의 직접 기입 복구를 수행하기 위해 실시되는 단계들의 흐름도이다.
도 15a 내지 15e는, 도 14의 흐름도와 관련된 다수의 단계들에 대한 더 상세한 설명을 제공한다.
도 16a 및 16b는 각각, 도 8a 및 8d에 도시된 두 개의 실시예들에 대하여, 레이저 빔에 대한 움직임 방향을 도시하는 잉크 처리된 리본의 평면도이다.
도 17a 및 17b는, 두 개의 잉크 처리된 영역들을 각각 포함하는 잉크 처리된 리본의 평면도로, 도 8a 및 8d에 도시된 두 개의 실시예들에 대하여 상기 레이저 빔에 대한 동작 방향을 각각 도시한다.
도 17c는, 차례로 번갈아 나타나는 두 개의 서로 다른 물질들의 잉크 처리된 구역을 포함하는 리본의 평면도로, 도 8a에 도시된 실시예에 대하여 상기 레이저 빔에 대한 동작 방향을 도시한다.
도 18a는, 홈(home) 위치에 재치된 리본의 잉크 처리된 부분 위에 움직일 수 있는 커버를 위치시키는 실시예를 도시한다.
도 18b 및 18c는 움직이지 않는 선반 위에 상기 리본을 재치하는 실시예의 측면도이다.
도 18d는, 도 18b 및 18c에 도시된 실시예의 상기 움직이지 않는 선반 위에서의 상기 리본의 회전 동작의 평면도이다.
도 19a는, 종래 기술에서 공지된, 일련의 관찰 툴, 레이저 절삭 복구 툴 및 증착 복구 툴을 통한 평판 디스플레이 플레이트의 흐름을 도시하는 블록도이다.
도 19b는, 종래 기술에서 공지된, 일련의 관찰/레이저 절삭 복구 툴 및 증착 복구 툴을 통한 평판 디스플레이 플레이트의 흐름을 도시하는 블록도이다.
도 19c는, 본 발명의 일 실시예에 의한, 통합된 관찰, 레이저 절삭 복구 및 증착 복구 기능들을 포함하는 하나의 툴을 통한 평판 디스플레이 플레이트의 흐름을 도시하는 블록도이다.
도 20a는, 픽셀 아래에 두꺼운 패시베이션 층을 갖는 개방 데이터 라인의 단면도이다.
도 20b 및 20c는, 도 20a의 상기 개방 데이터 라인의 기존의 방법을 이용한 복구를 도시한다.
도 20d는, 도 20a의 개방 데이터 라인의 본 발명에 의한 완료된 복구를 도시한다.
도 21a는, 빔의 축에 중심이 맞춰진 빔 성형 개구에 대하여 전이 라인 세그먼트 단위로 이동하는 잉크 처리된 리본, 및 상기 빔에 대하여 두 개의 축 내에서 움직이는 기판을 포함하는 레이저 전이 장치의 개략도이다.
도 21b는, 최대 시계 내에 위치되는 빔 개구, 적어도 상기 최대 시계와 동일한 스텝으로 움직이는 잉크 처리된 리본, 및, 상기 빔에 대하여 두 개의 축 내에서 움직이는 기판을 포함하는 레이저 전이 장치의 다른 실시예의 개략도이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 장치는, 통합된 관찰, 물질 제거 및 물질 증착 기능들을 포함한다. 상기 장치는 상기 관찰, 물질 제거 및 물질 증착(전이) 동작들을 동일한 광축(경로)을 따라서 수행한다. 상기 장치는 그 일부분에서, 카메라, 한 쌍의 렌즈 및 하나 또는 그 이상의 레이저를 포함한다. 광축을 따라서, 관찰 대상인 타겟 기판에 형성된 구조물에 상기 카메라의 초점을 맞추기 위해, 제1 렌즈가 이용된다. 또한 상기 제1 렌즈는, 상기 관찰된 구조물이 물질 제거를 필요로 하는 것으로 식별된 경우, 상기 구조물 상에 존재하는 물질을 제거하도록 상기 구조물에 상기 레이저 빔의 초점을 맞추기 위해 이용된다. 상기 관찰된 구조물이 물질 증착을 필요로 하는 것으로 식별된 경우, 유동성 화합물을 리본(ribbon) 내에 형성된 리세스 웰(recessed well)로부터 상기 구조물로 전이시키도록 상기 리본에 상기 레이저 빔의 초점을 맞추기 위해 제2 렌즈가 이용된다.

본 명세서에 기재된 발명을 위해, "잉크(ink)" 및 "유동성 물질(rheological material)"이라는 용어가 교대로 사용된다. 구체적으로, 유동성 물질은, 고체와 액체 사이 범위에 놓이고 탄성이나 점도와 같은 적어도 하나의 기본적인 유동학적 속성에 의해 특징지어지는 속성을 갖는 물질 분류를 포함한다. 나아가, 상기 유동성 물질은 젤, 페이스트, 잉크, 농액(濃液), 현탁액(suspension), 뉴턴 및 비뉴턴 유체, 점탄성 고체, 및 탄점성 유체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 유동성 물질은, (예를 들면) 기능성 물질, 용매 또는 부형제(vehicle), 화학 및 유동학적 전구체, 결합제(binder), 계면 활성제, 분산제(dispersant agent), 분말 및 생체물질(biomaterial) 중 하나 또는 그 이상으로 구성된 균일 혼합물이다. 상기 기능성 물질은 원하는 증착의 기능적 특성(전기적, 자기적 등)을 갖는 물질이다. 상기 유동성 물질은, 5nm 내지 500nm 범위의 크기를 갖고 하나 또는 그 이상의 용매 및 결합제 중 어느 하나 또는 모두 내에서 부유하는 입자들을 포함하며 실질적으로 1cP 내지 1,000,000cP 범위의 점도를 갖는 금속 또는 비금속 물질들일 수 있다.

도 4a는, 미국특허 제7,014,885호에 기재되고 피케이(Pique) 등에 의해 안출된, 유동성 물질의 레이저 전이에 필요한 장치 400의 주요 구성요소들의 개략도를 도시한다. 전이되어야 할 상기 유동성 물질 또는 잉크 408이, 수취 기판 404에 대향하는 투명 리본 406에 인가된다. 상기 리본은 상기 유동성 물질을 위한 지지 구조물로서 기능하고, 해당 레이저의 파장에 대해 광학적 투과성을 가져야 한다. 펄스형(pulsed) 레이저 빔 416은 대물, 즉, 최종 렌즈 402와 같은 집속 광학기(focusing optics)를 통과하여 상기 잉크 반대쪽의 리본 표면을 향하고, 상기 잉크는 상기 수취 기판 404로 전이된다. 상기 레이저 416을 상기 수취 기판 404에 대하여 움직이고, 잉크 처리된 영역이 항상 전이에 이용될 수 있도록 상기 레이저에 대하여 상기 리본을 움직임으로써, 전이된 패턴 410이 상기 수취 기판에 형성된다. 상기 수취 기판상의 상기 전이된 패턴은 경화(curing)를 요구할 수 있다(도시되지 않음).

유동성 물질의 레이저 전이의 분사 방식을 확립하기 위한 본 발명자들의 실험에 의해, 공칭적으로 5㎛ 또는 그 미만의 두께를 갖는 라인들의 라인 완전성(integrity)(폭, 연속성, 두께, 균일성 등)의 반복가능성과 재현가능성이, 간극(gap) 반복가능성, 물질 조성 반복가능성, 및 형태 반복가능성에 특히 민감할 수 있다는 점이 지적되었다. 구체적으로 본 발명자들은, 원하는 좁은 라인 폭과 1㎛ 미만의 두께를 성취하기 위해서는 '015 특허에 개시된 분사 방식과 분명히 구별되는 동작 방식이 요구된다는 점을 발견하였다. 이러한 비분사(non-jetting) 동작 방식은 "형판(template)" 또는 "전사(轉寫; decal)" 전이라고 하며, 상기 레이저 빔과 수취 기판에 대한 반복가능한 위치에 반복가능한 구조 및 형태(예를 들면, 두께)로 전이되어야 할 유동성 물질을 전달할 수 있는 장치 및 방법을 요구한다. 제안된 본 발명은 상기 형판 전이 방식으로 동작할 수 있는 레이저 전이 장치를 설명한다.

5㎛와 실질적으로 동일하거나 이보다 작은 크기를 갖는 반복가능한 전이 형상을 위하여, 증착되어야 할 상기 유동성 물질 408의 수직 위치(도 4a에서 Z)를 수취 기판 404에 대하여 반복가능하게 설정하는 것이 중요하다. 동작 간극 412는 몇몇 실시예에서 25㎛보다 작지만, 5㎛ 미만에서 반복가능하다. 본 발명에 의하면, 반복가능한 작은 간극에 상기 리본을 위치시키기 위해 다양한 방법들이 적용될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 리본 406은 고 분해능의 Z-스테이지에 탑재되고, 이로써 자동 초점(autofocus) 센서와 같은 간극 감지 디바이스로부터의 능동 피드백을 이용하여 기판 404로부터 고정된 거리 내에 유지된다. 자동 초점 시스템은, 2005년 12월 20일자로 출원되고 공동 양도된 "추적형 자동 초점 시스템(Tracking Auto Focus System)"이라는 명칭의 미국특허출원 제014116-009710US호; 및 공동 양도된 미국특허 제7,084,970호에 기재되어 있으며, 상기 양 출원의 내용은 참조에 의해 전체로서 본 명세서에 편입된다. 다른 실시예에 의하면, 상기 리본은 공기 베어링(air bearing)에 탑재된다. 고정된 반복가능한 작은 간극을 유지하기 위해, 확립된 공기 흐름 조건들이 이용된다. 또 다른 실시예에 의하면, 일정한 위치를 유지하기 위해, 도 4b 및 4c에 도시된 바와 같이 리세스(recess) 또는 웰(well)이 상기 리본 내에 형성되고 상기 유동성 물질로 채워진다.

도 4c는 그 내부에 형성된 리세스 웰(recessed well) 424를 포함하는 리본 406의 투시도이다. 리세스 웰 424는, 상기 웰 내에 배치된 유동성 물질의 반복가능한 일정한 두께를 달성하는 수단을 제공한다. 리세스가 형성되지 않은 표면 422는, 전이되지 않는 잉크 물질로 상기 수취 기판을 오염시킴이 없이 상기 수취 기판 404와 접촉할 수 있다. 일 실시예에서, 공칭의 5㎛ 라인 폭과 1㎛ 미만의 라인 두께로 적절한 라인 완전성을 제공하기 위해, 십분의 몇 ㎛ 내지 수 ㎛의 웰 깊이 420이 사용된다. 나아가, 리본 406의 바닥면 422와 기판 404 사이에 고정된 간극을 확립하고 유지하기 위해, 상기 리세스 웰은 상기된 다른 위치 설정 방법들 중 어느 것과 결합되어 이용될 수 있다.

상기 형판 전이 방식의 레이저 전이 처리에 필요한 상기 유동성 물질의 조성 균형은, 예를 들면, 상기 유동성 물질에 수용된 유체 중 어느 것의 증발로 인해 시간에 따라 변할 수 있다. 상기 조성의 보존은, 상기 유동성 물질 또는 잉크를 사용되지 않을 때는 덮는 방법, 상기 잉크 처리된 리본을 그 환경(대기, 온도, 습도 등)이 제어될 수 있는 보관 수용부로 복귀시키는 방법, 필요시 벌크 공급부(bulk supply)로부터 잉크를 인가하는 방법 등을 포함하는 여러 수단에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 다수의 실시예들은, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 유동성 물질의 조성 균형을 유지한다. 도 5a는 관찰 및 복구 장치 (또는, 이하 관찰 및 복구 툴, 또는 툴이라고도 함) 500의 기능 블록도이며, 상기 장치 500에 의하면 직접 기입 리본 406이 상기 툴 외부에서(즉, 오프-보드(off-board)식) 준비된다. 도 6은 관찰 및 복구 툴 600의 기능 블록도이며, 상기 툴 600에 의하면 상기 직접 기입 리본 406이 상기 툴 상에서(즉, 온-보드(on-board)식)으로 필요한 때(즉, 주문식(on-demand)) 준비된다. 툴 500 및 600의 양쪽 모두에서, 상기 관찰 및 잽(zap) 복구 기능부들이 해당 툴의 광학기 탑재체들 내에서 직접 기입 기능부와 통합된다. 예를 들면, 툴 500에서, 상기 관찰 및 잽 복구 기능부 504가 상기 툴의 광학기 탑재체 550 내에서 직접 기입 기능부 506과 통합된다. 유사하게, 툴 600에서, 상기 관찰 및 잽 복구 기능부 504가 상기 툴의 광학기 탑재체 650 내에서 직접 기입 기능부 606과 통합된다. 각각의 탑재체 550 또는 650은 갠트리형 스테이지(gantry stage) 502의 가로보(cross-beam)에 부착되고, 상기 갠트리 502는 Y 방향으로 움직이는 한편 상기 탑재체들은 X 방향으로 움직일 수 있으며, 이러한 결합된 움직임은 상기 탑재체로 하여금 전체 기판 영역 404에 도달할 수 있도록 한다. 다른 실시예에서는, 상기 기판이 움직이지 않는 탑재체 아래에서 움직인다. 평판 디스플레이에 대해 요구되는 것과 같은, 1m×1m 또는 그 이상의 크기일 수 있는 상대적으로 큰 기판에 대해서, 움직이지 않은 기판 위에서 상기 광학기 탑재체를 움직임으로써 보다 작은 툴 풋프린트(footprint) 및 이에 따른 보다 낮고 효율적인 비용이 달성된다.

본 명세서에서는 블록, 모듈 및 기능부라는 용어가 교대로 사용된다. 도 5a에 도시된 실시예에서, 리본 적재(積載; load)/양하(揚荷; unload) 블록 508 및 리본 보관 블록 510이 툴 500 내에 포함되는 것으로 도시된다; 두 가지의 이 블록들은 상기 움직이는 갠트리 502 상에 위치될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 리본은 툴 500 외부에 위치된 블록 520 내에서 준비되어 마찬가지로 툴 500 외부에 위치된 카세트(cassette) 530 내로 적재될 수 있다. 일 실시예에서, 리본 보관 블록은, 교체 및 필요하다면 온도, 습도, 압력 등의 환경 파라미터의 제어를 위한 적합한 개구부를 포함하는 단순한 수용부 또는 하우징일 수 있다. 일 실시예에서, 리본 적재/양하 블록 508은 리본 보관 수용부 510으로부터 직접 기입 모듈 506으로 신규 리본을 이송하는 로봇식 적재/양하 디바이스일 수 있다. 또한 상기 로봇식 디바이스는 사용된 리본을 상기 직접 기입 모듈 506으로부터 다시 상기 리본 보관 수용부 510으로 이송한다. 몇몇 실시예에서, 상기 리본 적재/양하 블록 508은 상기 리본 보관 수용부 510과 물리적으로 통합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 신규 리본들의 카세트 530 및 사용된 리본들의 카세트 532는 리본 준비 블록 520과 리본 보관부 510 사이에서 자동으로 이송될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 카세트들은 수동으로 이송될 수 있다.

도 5b는 한 쌍의 관찰/복구 툴 500을 도시하는데, 각각의 상기 툴은 신규 리본들의 연관된 카세트 530과, 사용된 리본들의 연관된 카세트 532를 포함한다. 도시된 바와 같이, 신규 리본들의 카세트들의 양쪽 모두는 하나의 리본 준비 모듈 520에 의해 공급된다. 다른 실시예들은, 임의의 개수의 리본 준비 모듈(하나 또는 그보다 많음)이 공급된 임의의 개수의 관찰/복구 툴 500(하나 또는 그보다 많음)을 포함할 수 있다.

도 6을 참조하면, 직접 기입 모듈 606은 교체가능한 주문식 리본 카트리지 620을 포함하는데, 이에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명한다. 리본 카트리지 620은 리본 및 잉크를 상기 리본에 인가하는데 필요한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 상기 카트리지 620은, 그 잉크 공급부가 소모되거나 더이상 사용될 수 없을 때 또는 상기 리본이 더이상 사용될 수 없을 때, 새로운 카트리지 622로 교체될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 잉크 공급부는 또한 카트리지 형태일 수 있고, 상기 리본 카트리지 620 내에서 개별적으로 교체될 수 있다.

도 7은 각각, 도 5a 및 5b의 관찰 및 복구 탑재체 550 및 650에 배치된 다양한 블록들의 더 상세한 도면이다. 각각의 관찰 및 복구 탑재체(또는, 이하 탑재체라고도 함)는 기판에 형성된 구조물 상에서 통합된 관찰, 잽 복구, 직접 기입 복구 및 경화 기능을 수행하기 위한 블록들을 포함한다. 각각의 탑재체는 공통의 광학기 블록 700 및 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리 740을 포함한다. 상기 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리 740은 그 일부분에서, 선택가능한 최종 렌즈들 및 직접 기입 블록(또는, 이하 모듈이라고도 함)을 포함한다.

상기 공통 광학기 블록 700은, (ⅰ) 기판 404에 형성된 구조물들에 조명을 전달하고 상기 기판으로부터의 이미지를 전달하는 카메라 및 조명장치와 관련 광학기를 포함하는 이미징 블록 708, (ⅱ) 사용자가 선택 가능한 다수의 서로 다른 파장들 중 어느 하나 또는 그 이상의 전달에 필요하고 레이저 빔의 에너지 및 펄스 폭을 정의하는 레이저 어셈블리 702 및 관련 광학기 704, (ⅲ) 성형된 윤곽(profile)을 상기 기판 404에서 제공하기 위해 상기 레이저 빔의 광 경로 내에 위치된 가변 개구 706, 및 (ⅳ) 상기 최종 렌즈 716 또는 402의 초점을 기판 또는 리본 평면에 유지하기 위하여, 상기 기판 평면 404 또는 리본 평면 424를 추적하고 상기 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리 740의 Z-초점 제어기에 피드백을 제공하는 자동 초점 어셈블리 710와 관련 광학기를 포함하는 것으로 도시되어 있다.

또한, 공통 광학기 블록 700 내에 배치된 경화 기재(cure hardware) 712는, 직접 기입 전이 중에 증착된 전이된 물질을 경화하기 위해 열 소스를 제공하는데 필요한 레이저(연속파 또는 펄스형) 또는 레이저 다이오드와 소정의 관련 광학기를 포함할 수 있다. 또, 레이저 어셈블리 702는 필요한 경화 파라미터(펄스 길이, 에너지)를 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 경화 기재 712는 상기 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리 740에 통합될 수 있다. 도시되지 않았지만, 탑재체 550 및 650에 이용된 다양한 구성요소들을 제어하기 위해 하나 또는 그 이상의 제어 모듈이 이용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

레이저 702는 다이오드 펌프식 레이저, 플래시 램프 펌프식 레이저, 연속파 레이저, 또는 물질 제거 및 물질 전이에 적합한 다른 레이저일 수 있다. 상업적으로 이용가능한 펌프식 레이저들은, 일반적으로, 10^-12 내지 10^-6초 범위의 펄스 폭과 0 내지 100KHz 이상의 펄스 반복 주파수와 함께, 자외선(UV)으로부터 적외선(IR)에 이르는 전체 스펙트럼 범위, 보다 구체적으로는 256nm에서 1064nm를 다룬다. 적합한 레이저의 일 예는, 1064nm(적외선), 532nm(녹색광), 365nm(자외선), 266nm(원자외선; deep UV)과 같은 넓은 범위의 파장을 갖고 100nsec보다 짧은, 일반적으로, 5ns와 30ns 사이의 펄스를 제공하는, 주파수 4중 또는 3중 Q-스위칭 Nd:YAG 레이저이다. 상기 레이저의 빔 프로파일은 가우스식(Gaussian)일 수 있다. 절삭 복구 응용 제품을 위한 레이저 에너지 밀도(laser fluence)는 일반적으로 1J/cm²의 단위인 한편, 분사 방식에서의 유동성 물질의 레이저 전이를 위한 요건은 일반적으로 100mJ/cm²의 단위이다. 따라서, 절삭과 증착 복구 기능 모두를 지원하는 레이저 702는 적어도 0.01J/cm² 내지 5J/cm²의 에너지 밀도 범위를 제공해야 한다. 나아가, 상기 레이저 702와 그 광학기 704는 둘 또는 그 이상의 파장; 예를 들면, 사용자 정의된 조합의 1064nm 및 532nm를 동시에 제공할 수 있다. 나아가, Q-스위칭 레이저와 같은 상기 레이저 702는 전이 및 절삭 복구를 위한 100ns보다 짧은 펄스를 제공할 수 있고, 또한, 전이된 라인의 경화를 위해 수백 ㎲ 길이(예를 들면, 100㎲ 내지 300㎲)의 펄스를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 가변형 개구 706은 움직일 수 있는 슬릿형 개구일 수 있다. 이러한 움직일 수 있는 슬릿형 개구는 4개의 조정가능한 에지(edge)를 포함할 수 있는데, 그 중 둘은 +/- x 방향으로 움직일 수 있고 둘은 +/- y 방향으로 움직일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 에지들은 상기 가변형 개구 706이 빔 축 718에 대칭적으로 중심이 맞춰져 있도록 조정된다. 상기 가변형 개구는, 예를 들면, 실질적으로 500×500㎛에 이르는 범위의 직사각형을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 가변형 개구 706은 두 개의 고정된 에지와 두 개의 움직이는 에지를 포함할 수 있다. 상기 두 개의 고정된 에지는 직각을 이루어 하나의 모서리를 형성할 수 있다. 상기 두 개의 움직이는 에지 중 하나는 +/- x 방향으로 움직이고, 두번째 에지는 +/- y 방향으로 움직인다. 이러한 실시예에서, 상기 개구의 중심은 빔 축에 유지되지 않을 수 있다. 상기 가변형 개구 706은 서로 다른 크기의 형상들의 기입을 가능하게 한다. 예를 들면, 5㎛ 폭에 50㎛ 길이의 라인은, 열 개의 5㎛ 정사각형들로 이루어질 수 있고, 또는 하나의 5㎛×50㎛의 직사각형으로 이루어질 수 있는데, 후자의 것은 레이저를 한번 쏨으로써 완료되는 한편, 전자의 것은 열 번 쏘아야하므로 기입에 10배의 시간이 소요된다. 상기 가변형 개구는 최소 단계로 가능한 최대 크기의 형상들을 갖는 원하는 라인 패턴을 구성할 수 있도록 하고, 이로써 다른 기존의 직접 기입 방법에 의해 달성되는 것보다 훨씬 단축된 시간 내에 기입을 완료할 수 있다.

5㎛의 라인 폭을 달성하기 위해, 증착되어야 할 상기 유동성 물질 408의 수직 위치(도 4a에서 Z)를 상기 최종 렌즈 402의 초점면에 대하여 반복가능하게 설정하는 것은, 분사 방식의 레이저 전이에 있어서 중요한 것으로 알려져 있다. 따라서, 결함의 이미지가 이미징 블록 708에 의해 수집되는 관찰 기능에서, 레이저 가공(잽) 복구 중에, 또한 직접 기입 증착 복구의 설정 중에 상기 자동 초점 유닛 710이 이용될 수 있다.

구성요소 702, 708, 710 및 712의 주요한 광 또는 빔 경로들은 실질적으로 동일 축에 위치되도록 배열되고, 하나의 축 718 상에서 블록 710으로부터 나간다. 따라서 상기 동일 축의 광/빔 경로들 718은, 상기 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리 740 내에서 단일 축 스테이지 플레이트 714에 탑재된 여러 최종 렌즈들 중 어느 것에 대해서도 이용될 수 있다. 동일 축의 광/빔 경로의 배열은, 하나의 광 렌즈로 다기능(multi-function)을 운용할 수 있도록 한다. 예를 들면, 이미징 블록 708을 이용하는 관찰 기능, 레이저 및 광학기 어셈블리 702, 704, 706를 이용하는 잽(제거) 기능, 및 자동 초점 710 기능이 상기 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리 740에 대해 선택된 하나의 최종 렌즈를 통해 제공될 수 있고, 이로써 기능들 간의 스위칭 시간이 최소화된다. 또, 보다 작은 세트의 결합 기능들이 하나의 최종 렌즈에서 달성될 수 있는 한편, 나머지 기능들은 하나 또는 그 이상의 다른 최종 렌즈를 이용할 수 있다. 다시 말해, 레이저 702와 그 관련 광학기 704, 이미징 블록 708, 개구 706, 자동 초점 어셈블리(본 명세서에서 자동 초점 센서라고도 함) 및 경화 소스 710은 동일한 광축(광 경로라고도 함) 718을 갖는다. 렌즈 402가 선택적으로, 유동성 화합물을 리본으로부터 기판으로 전이시키도록 기입 동작을 수행하는 곳에 위치될 때, 상기 렌즈 402의 광축은 광축 718과 동일 축에 존재한다. 유사하게, 렌즈 716이 선택적으로, 관찰 동작을 수행하기 위하여 상기 기판의 이미지를 캡쳐하거나, 또는 상기 기판으로부터 바람직하지 않은 물질의 제거를 가능하게 하는 곳에 위치될 때, 상기 렌즈 716의 광축은 광축 718과 동일 축에 존재한다.

상기 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리 740은 광학기 블록 700에 대하여 두 방향으로 주행할 수 있다: (a) 관찰 또는 잽 복구를 위한 다수의 최종 렌즈들 중 어느 하나의 선택, 또는, (b) 직접 기입 모듈 및 그 전용 최종 렌즈의 선택을 가능하게 하기 위한, (1) 상기 최종 렌즈의 초점에 대한 Z 조정, 및 (2) 제2 선형 방향(예를 들면, X 방향) 또는 회전 방향(Z-축 주위). 다양한 서로 다른 배율들, 및 광학기 구성요소의 물질 특성(예를 들면, 투과)과 동작 파장(예를 들면, 적외선/가시광선, 자외선 또는 원자외선) 간의 매칭 중 어느 하나 또는 모두가, 상기 관찰/절삭 복구 기능을 위해 제공된다. 상기 직접 기입 최종 렌즈의 배율은 원하는 전이 형태 크기를 기초로 선택되고, 상기 최종 렌즈의 광학 재료의 상세 사항은 전이 레이저 파장을 기초로 선택된다.

도 7은, 관찰 및 잽 복구 중 어느 하나 또는 모두를 위한 하나의 최종 렌즈 716과, 직접 기입 복구 전용의 제2 최종 렌즈 402를 도시한다. 상기 직접 기입 모듈은 최종 렌즈 402 및 리본 운반체 어셈블리 724를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 리본 운반체 어셈블리 724는 2축(two-axis) 스테이지를 포함하는데, 상기 2축 스테이지는 Z 방향의 하나의 축 720과, 상기 빔 축 718에 수직인 평면 내에 놓이고 상기 레이저에 대한 상기 평면 내에서의 움직임을 가능하게 하는 제2 축 722를 포함한다. 리본 운반체 어셈블리 724는, 상기 리본 406을 보유하기 위해, 상기 제2 축의 스테이지에 부착된 탑재 플레이트 722 및 관련 기재를 포함한다. 탑재 플레이트 722와 함께 상기 제2 축의 스테이지는 상기 리본 406의 잉크 처리된 부분이 항상 전이를 위해 상기 레이저 702에 이용될 수 있다는 것을 보장한다. 상기 리본 운반체 어셈블리 내의 상기 Z-축의 스테이지 720은 이하와 같은 다수의 기능을 수행한다: (a) 상기 최종 렌즈 402 및 수취 기판 404에 대하여 상기 리본 406을 정밀한 분해능으로 Z 방향 조정하고, (b) 상기 툴이 기입 이외의 기능들을 수행하고 있을 때마다 상기 리본 406을 상기 수취 기판 404 위의 안전한 높이(홈(home) 또는 재치(載置; park) 위치)로 들어올리고, (c) 상기 리본이 변경될 필요가 있을 때마다 상기 리본 406을 적재/양하 높이로 움직인다.

도 8a는 본 발명의 일 실시예에 의한, 상기 직접 기입 모듈 및 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리의 다양한 구성요소들을 도시한다. 당해 실시예에서, 상기 리본 운반체 어셈블리 724의 두 개의 움직임 축은 모두 선형이다: Z(720A)와, X 또는 Y 중 어느 하나(722A). 상기 최종 렌즈 402의 광축 800이 상기 레이저 빔 경로 718과 동일 축에 위치될 때, 상기 X(또는 Y) 스테이지 722A는 상기 리본을 상기 직접 기입 최종 렌즈 402에 대하여 이동시키고, 이로써 상기 레이저 702에 대하여 이동시킨다. 경화 단계는 전이되지 않은 잉크 물질이 경화 소스 712 또는 레이저 702의 조준선(line of sight) 내에 존재하지 않을 것을 요구하므로, 상기 제2 축의 스테이지는 상기 리본 탑재 플레이트 722A 내에 위치된 클리어 홀(clear hole) 820에 도달하기에 충분한 긴 행정(行程; stroke)을 가져야 한다. 상기 리본 탑재 플레이트 722의 Z-행정 범위는 상기 기판 404와 상기 최종 렌즈 402의 바닥면 사이의 공간에 의해 제한된다. 다른 실시예에서, 상기 리본이 경화에 이용된 파장에 투과성을 갖는다고 가정하면, 경화는 상기 리본의 잉크 처리되지 않은 부분을 통해 제공될 수 있다.

도 8b 및 8c는 각각, 상기 리본 탑재 플레이트 722의 X와 Z 방향을 따른 여러 주요 위치들을 도시한다. 도 8b에서, "홈(home)" 위치 852는 상기 최종 렌즈의 광축 718 상에서의 상기 클리어 홀 820의 정렬을 위해 이용된다; "기입(write)" 위치 854는 상기 리본을 상기 광축 718 내에 위치시키기 위해 이용된다. "적재/양하" 위치 856에서, 상기 리본은 상기 광축으로부터 이격되도록 움직인다. 도 8c에서, Z_홈 836은 Z 방향에서의 홈 위치를 나타낸다. 위치 Z_적재 838은, 단지 예로써, Z_홈보다 높은 것으로 도시되어 있지만 Z_홈과 동일한 높이를 가질 수 있으며, 상기 최종 렌즈와 기판으로부터의 간격이 상기 리본 406을 교체하기에 충분해야 한다는 제한이 있을 뿐이다. 상기 위치 Z_시작 834는, 상기 최종 렌즈 830의 초점면에 근접하는 상기 리본 탑재 플레이트 722의 하면 810의 공칭적 높이이다. 기입 중에, 상기 잉크/리본 경계면(도 4c의 424)은 높이 Z_dw 832에서 초점면 830에 위치되어야 한다. 상기 초점면에서 위치를 설정하는 처리가 이하에서 설명된다.

도 8d는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 상기 직접 기입 모듈과 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리의 구성요소들의 측면도이다. 도 8e는 도 8d의 실시예에 대한 다수의 주요 회전 위치들을 도시한다. 하나의 움직임 축은 Z 방향(720D)인 한편, 제2의 움직임 축(722D)은 Z축을 중심으로 회전한다. 홈(재치/경화) θ위치(722-D)는 기입 위치로부터 45°에 위치된 것으로 도시되어 있지만, 빔 경로 718과 최종 렌즈 402로부터 적절한 간격을 제공하는 어떤 각도라도 될 수 있다. 상기 적재/양하 θ위치(722D-3)는 상기 홈 위치와 동일할 수 있고, 또는 도 8e에 도시된 바와 같이 서로 다를 수도 있다. 상기 기입 θ위치(722D-1)는 상기 리본을 상기 광학 빔 경로 718을 따라 상기 최종 위치 402 아래에 위치시킨다.

또한, 도 8c에 도시된 Z 위치는 도 8d의 실시예에 적용된다. 도 8d의 실시예는 도 8a의 실시예에 비해 여러 이점을 갖는다. 첫째, 기입을 위해 상기 리본 탑재 플레이트를 상기 빔 경로에 대하여 움직이는 회전 행정의 양이 상대적으로 짧아도 된다. 예를 들면, 도 8e의 피벗점(pivot point) 802가 상기 기입 위치로부터 25mm라면, 3°의 각도를 통한 주행은 1mm보다 긴 전체 기입 길이를 제공할 수 있는데, 이는 각각의 복구가 200㎛의 기입 길이를 요구한다면 5회에 이르는 결점 복구를 가능하게 한다. 둘째, 적재/양하를 위한 상기 Z-행정이 상기 최종 렌즈 402에 의해 더이상 제한되지 않도록 상기 리본 탑재 플레이트 722D가 광학기들로부터 충분히 멀어지게, 예를 들면, 도 8e의 위치 722B-3까지 움직일 수 있고, 따라서 상기 리본의 적재/양하를 위한 상당히 넓은 간격을 제공할 수 있다. 이로써, 회전 스테이지를 이용하는 도 8d의 실시예에 대해, 세 가지의 기능, 즉, 기입, 홈, 적재/양하를 제공하기 위해 총 회전 행정이 180°와 같거나 그보다 작을 수 있다. 일 실시예는, 기입/홈/적재-양하 기능을 달성하기 위해 90°와 같거나 그보다 작은 총 행정을 요구할 수 있다. 상기 총 행정이 짧을수록, 어느 위치에서 다른 위치로 움직이는데 필요한 시간이 짧아진다. 도 8d에 도시된 것과 같은, 회전 스테이지를 이용하는 본 발명의 일 실시예는, 실질적으로 15°보다 작은 범위 내에서 고 분해능을 갖는 기입 기능을 제공할 수 있다. 상기 빔 경로가 허락되는 한, 홈 및 적재/양하 위치는 실질적으로 15°보다 큰 위치일 수 있다.

도 8a 및 8d에 도시된 실시예들은 상기 직접 기입 모듈을 위한 두 개의 움직임 축을 설명한다. 몇몇 다른 실시예들에서, 제3의 움직임 축, 예를 들면, 세 개의 선형축 X, Y, Z가 이용될 수 있다.

도 16a 및 16b는, 선형 축을 따른 움직임에 적합한 도 8a의 실시예와, 회전축을 따른 움직임에 적합한 도 8d의 실시예에 대한 리본 1600의 가능한 기입 경로들(1606 및 1604)을 각각 도시한다. 상기 리본 1600의 잉크 처리된 부분 1602는 상기 도면들에 도시된 것과 같이 긴 슬롯 형태일 수 있고, 또는 정사각형, 직사각형, 원형 또는 임의의 형태의 구역일 수 있다. 도 16b에서, 상기 잉크 처리된 부분 602의 길이 방향이 호형(弧形; arc)의 움직임 1604에 실질적으로 평행한 것으로 도시되어 있지만, 상기 잉크 처리된 부분 602의 폭이 충분히 넓다면, 상기 길이는 상기 움직임 방향에 실질적으로 수직인 방향을 향할 수 있다. 잉크 처리된 리본의 이용되지 않은 부분만이 전이를 위해 레이저에 제공되기 때문에, 리본 하나 당 기입되어야 하는 라인들의 전체 길이가 상기 리본의 치수 및 잉크 처리된 면적에 비해 짧은 한, 상기 레이저에 대한 리본의 움직임이 선형인지 회전형인지는 중요하지 않다. 도 5에 도시된 바와 같이 상기 오프-보드식으로 리본을 교체하거나, 또는 도 6에 도시된 바와 같이 신규하게 잉크 처리된 부분을 주문식으로(on-demand) 준비하기 전에, 리본을 다수의 결점 복구에 이용하는 것이 바람직하다. 그러므로, 예를 들어 결점 하나 당 일반적인 라인 길이가 실질적으로 50㎛ 내지 150㎛라면, 잉크 처리된 구역의 실질적인 치수는 적어도, 예를 들면, 결점 하나 당 평균 복구 길이의 5배 내지 10배, 또는 적어도 1mm 내지 2mm이어야 한다.

상기 직접 기입 기능은 상대적으로 낮은 듀티 사이클(duty cycle)을 갖기 때문에, 사용되지 않을 때는 상기 리본의 잉크 처리된 표면을 손상 또는 오염으로부터 보호하는 것이 바람직할 것이다. 일 실시예는 상기 리본을 보관 수용부로 복귀시킬 수 있지만, 이는 상기 리본이 기입되어야 할 때마다 적재, 양하 및 설정을 위한 시간을 부가하므로, 전체 쓰루풋에 영향을 줄 수 있다. 다른 실시예는 도 18a에 도시된 바와 같이, 상기 리본을 홈 위치까지 상승시키고 잉크 처리된 부분 위에 움직일 수 있는 커버 1802를 위치시킬 수 있다. 이는 상기 커버를 상기 리본으로 움직이게 하는 추가적인 기구 1804를 요구한다. 제3의 실시예는 도 18b 및 18c에 도시된 바와 같이 기존의 두 개의 축 720 및 722를 이용하여 상기 리본 406을 움직이지 않는 선반 1806 위에 위치시킬 수 있다. 이 실시예에서, 상기 선반은 상기 홈 위치에 놓이고, 상기 리본 406은 우선 그 기입 높이 Z_dw 832로부터 상기 선반 위의 높이 H1까지 움직이고(도 18b에서 단계 A로 도시되어 있음), 상기 선반 1806 위에서 상기 기입 축으로부터 홈 위치로 회전축 722를 따라 회전되고(또는 선형으로 움직임)(단계 B로 도시되어 있음), 최종적으로 도 18c에 도시된 바와 같이, 보호 커버로서 동작하는 상기 선반 1806 상에 실질적으로 Z_홈까지 하강된다. 도 18d는 커버 1806 상의 회전 경로를 따른 상기 리본 402의 평면도이다. 일 실시예에서, 재치된 리본 406에 열적으로 제어된 환경을 제공하도록 상기 보호 커버 1806의 온도가 제어된다. 또는, 온도 제어와 결합하여, 보다 큰 보관 수용부 510이 제공하는 것과 유사하게 상기 리본을 위한 미세환경(microenvironment)을 제공하도록, 상기 리본의 잉크 처리된 부분을 위한 리세스가 상기 선반에 포함될 수 있다.

도 9는 주문식 리본 어셈블리 950의 일 실시예를 도시한다. 리본 910은, 예를 들면, 휘어질 수 있는 플라스틱 물질일 수 있고, 권취(捲取; take-up) 릴(reel) 902에 의해 공급 릴 904로부터 끌어 당겨진다. 상기 리본 910은 투명 "프린트 헤드" 906에 의해 인도됨에 따라 리본 준비 모듈 900을 통과하고 그 아래를 지나간다. 광학기 모듈 700의 광학기/빔 경로 718은 실질적으로 상기 렌즈 402와 동일 축에 위치되고 상기 렌즈 402를 통과한다. 상기 빔 경로 718은 잉크/유동성 물질을 수취 기판 404에 형성된 타겟 기판(도시되지 않음)으로 전이시키기 위해 상기 투명 프린트 헤드 906과 리본 910을 통과한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 리본 및 릴을 포함하는 어셈블리와 상기 리본 준비 모듈 900은 교체가능한 카트리지 620에 결합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 리본 준비 모듈 900은 그 자체가 카트리지일 수 있고, 상기 리본 및 릴과는 별도로 교체될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한, 도 9의 주문식 리본 어셈블리를 위한 리본 준비 모듈 900A의 다양한 구성요소들을 도시한다. 리본 준비는 다단식 처리이고, 상기 리본은 좌측으로부터 우측으로 움직이는 것으로 도시되어 있다. 레이저 빔 1002가 상기 리본 내의 리세스 1000을 삭마할 수 있다. 상기 리세스는 임의의 형태, 직사각형, 원형 등일 수 있고, 몇몇 실시예에서는 수㎛보다 얕은, 최적의 전이를 위해 필요한 깊이(도 4c의 깊이 420)까지 형성될 수 있다. 다음으로, 잉크 물질 1006이 잉크 분배기 1004에 의해 상기 리세스 1000 내에 증착된다. 상기 리본은 닥터 블레이드(doctor blade) 1008 아래에서 움직이므로, 잉크 1010은 상기 리세스 내에서 평탄화되고 잉여 부분이 제거된다. 카메라 1012가 평탄화된 잉크 1014를 포함하는 상기 리본을 시각적으로 검사하는 선택적인 검사 단계가 포함될 수 있다. 상기 리본의 상기 준비된 부분은 상기 리본 카트리지 내로 계속 이어져서 롤링 핀 908(도 9 참조) 위를 지나고, 이로써 상기 잉크 처리된 부분이 상기 수취 기판 404를 향하도록 상기 리본을 뒤집는다. 몇몇 실시예에서는, 도 9에 도시된 구성요소들의 배열에 의해 준비된 상기 리본을 뒤집어야 할 필요성을 없애기 위해, 상기 리본 준비 모듈 900A가 뒤집어 질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들면, 잉크 분배기 1004는 기존의 잉크젯 헤드일 수 있고, 또는 미국특허 제7,108,894호에 개시되고 주식회사 옵토멕으로부터 입수가능한, 상품명 M³D라는 에어로졸 분사 헤드일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 레이저 빔 1002는 복구 레이저 702 및 그 광학기 704로부터 나오는 것일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 레이저 빔 1002는 적합한 개별적인 추가 레이저에 의해 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 이미징 카메라 1012는 이미징 블록 708과 동일 구성요소일 수 있는 한편, 몇몇 실시예에서 카메라 1012는 적합한 개별적인 추가 카메라일 수 있다.

도 11a 및 11b는 본 발명의 다른 실시예에 의한, 주문식 리본 어셈블리를 위한 리본 준비 모듈 900B의 다양한 구성요소들의 측면도 및 평면도이다. 슬롯식 코팅 방법론이 적용된다. 구체적으로, 리본 910이 잉크/유동체 물질 1102의 저장부를 포함하는 수용부 1104를 통해 권취 릴 902에 의해 끌어 당겨진다. 상기 수용부는 상기 리본 주위의 입구에서 개스킷(gasket) 또는 실(seal) 1106에 의해 밀봉된다. 또한 상기 수용부의 출구는 개스킷 또는 실 1108을 포함하되, 원하는 잉크 두께와 동등한 높이, 예를 들면, 일 실시예에서는 0.1㎛ 내지 5㎛ 높이의 슬롯 1110도 포함한다. 상기 리본 910이 권취 릴 902에 의해 상기 잉크 저장부를 통과해 끌어 당겨짐에 따라, 잉크가 상기 슬롯을 통과하고 상기 슬롯에 의해 원하는 두께 1112까지 평탄화된다. 상기 잉크를 외부로 밀어내기 위해, 약간의 압력이 상기 잉크 수용부 1104 내에 주어질 수 있다. 도 11a 및 11b에 도시된 실시예에서, 상기 리본은 그 길이 방향을 따라 주기적으로 위치된 관통 구멍(through-hole) 1120을 포함한다. 이 구멍들은 레이저 경화 빔이 전이된 물질을 직접적으로 조준할 수 있도록 한다. 몇몇 실시예에서, 상기 구멍들은 상기 공급 릴 904 상에서 어셈블리가 되기 전 단계의 리본 내에 미리 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 구멍들은 상기 리본 준비 모듈 900B 내에서 레이저 삭마 또는 기계적 스탬핑(stamping), 절삭 등에 의해 형성될 수 있다. 또한, 도 11a 및 11b에 도시된 상기 관통 구멍 형상 및 상기 형상의 생성 수단들이, 도 10의 실시예 900A 내에 포함될 수 있다.

도 12a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 주문식 리본 어셈블리 950을 도시한다. 이 실시예는, 공급 측에 리세스 슬롯 또는 채널 1210을 수용하는 투명 프린트 헤드 1202를 포함한다. 도 12b는 상기 채널 1210 내의 상기 리본 910을 단면 A-A로 도시한다. 도 12f의 상세 조립도에 도시된 바와 같이, 잉크/유동체 물질 1206의 저장부를 포함하는 공급 모듈 1204는, 그 슬롯형 출구가 상기 프린트 헤드 1202 및 리본 910에 대향하여 놓이도록 위치된다. 상기 잉크가 상기 공급 모듈로부터 나온다는 것을 보장하기 위해 약간의 압력이 주어질 수 있다. 닥터 블레이드 1208은 상기 잉크 공급 모듈의 후단 에지(trailing edge)에서 상기 프린트 헤드에 압력을 가하고, 상기 리본이 통과할 때 상기 잉크를 평탄화한다. 도 12c는 잉크 인가면에서의 리본 준비 모듈 900C의 단면도 B-B이다. 도 12d는 닥터 블레이드 면에서의 리본 준비 모듈 900C의 단면도 C-C이다. 잉크 전달을 제어하기 위하여, 몇몇 실시예에서는 상기 리본의 이면에 위치된 구멍 1220을 통한 진공 또는 압력이 포함될 수 있다. 상기 진공은 상기 리본을 상기 채널 1210의 바닥면과 같은 높이로 끌어당긴다. 이에 따라 잉크가 도 12c에 도시된 바와 같이 흐를 수 있다. 상기 압력은 상기 리본을 상기 닥터 블레이드 1208 및 잉크 저장부와 같은 높이로 밀어내고, 이로써 잉크가 상기 리본에 남아있는 것을 방지한다. 도 12e는 수취 기판 404로의 전이를 위해 상기 레이저 빔 718이 제공되는 완성된 리본을 도시한다. 또한, 도 11에 도시된 관통 구멍 형상 및 상기 형상의 생성 수단들이 도 12a의 실시예에 포함될 수 있다.

도 13a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 주문식 리본 어셈블리 1300의 사시도이다. 도 13b 및 13c는 상하 방향에 각각 위치된 리본 가이드를 포함하는 주문식 리본 어셈블리 1300의 측면도를 도시한다. 도 13a 내지 13c를 동시에 참조하면, 리본 준비 모듈 900C는 "웰-형성(well-making)" 기구 및 잉크/유동체 물질의 분배기를 포함하는 직접 인쇄 매체 기구이다. 타겟 리본 물질 910의 길이를 따라 직사각형 윤곽의 얕은 웰(도 4c에 도시되어 있음)을 양각하는(emboss) 상기 웰-형성 기구 1304 내로 레이저 투과성의 타겟 리본 물질 910의 공급 904가 주어진다. 상기 양각된 리본이 잉크/분배기 1306을 지나 공급되므로, 잉크/유동체 물질이 잉크/분배기 1306에 의해 상기 양각된 리본에 인가된다.

상기 잉크를 평활화하고 타겟 표면으로부터 잉여 부분을 제거하는 닥터 블레이드 1308이 상기 분배기 1306의 출력 측에 위치된다. 그 결과가, 일정한 두께의 유동성 물질로 채워진 얕은 리세스 웰을 포함하는 리본이다. 상기 리본은 가이드 1310에 의해 수취 기판 404로 인도된다. 상기 유동성 물질을 상기 수취 기판 404에 전이시키기 위해, 상기 최종 렌즈 402에 의해 레이저 빔 718의 초점이 상기 유동성 물질 상에 맞춰진다. 몇몇 실시예에서는, 도 13b에 도시된 바와 같이, 기입 처리 중에 상기 리본이 상기 수취 기판 404 위에 고정된 간극을 두고 놓여질 수 있도록 상기 가이드 1310이 조정될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 가이드 1310은 상기 기입 처리 중에 상기 리본이 상기 수취 기판 404와 접촉할 수 있도록 조정될 수 있다. 기입이 완료된 때, 상기 리본은 가이드 1310에 의해 들어 올려진다.

도 9 내지 13에 도시된 주문식 리본 준비 어셈블리의 많은 실시예들에는 다수의 공통점이 존재한다. 상기 리본 910은 물질 전이를 위한 레이저 파장에 광학적 투과성을 가져야 하고, 또한 만약 구멍 1120이 제공되지 않는다면 레이저 경화 파장에 광학적 투과성을 가져야 한다. 상기 리본 910은, 예를 들면, 릴투릴(reel-to-reel) 방식의 배열 902 및 904에 나타난 바와 같이, 공급물 및 이용된 물질의 보관이 가능하도록 충분히 휘어질 수 있어야 한다. 유리 또는 플라스틱과 같은 물질(예를 들면, 마일라(Mylar^TM) 또는 폴리탄산에스테르)은 만족스러운 광학적 특성을 갖고, 취급 및 보관을 위해 휘어질 수 있도록 충분히 얇게 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 일반적으로 상기 리본은 50㎛ 내지 250㎛ 두께 및 실질적으로 2mm 내지 10mm 폭의 단면 프로파일 치수를 가질 수 있다. 그 길이는 해당 장치를 통해 진행되어 나가기에 충분해야 하고, 나아가, 적어도 예를 들어 몇 주 분량의 결점 복구를 행할 수 있을 만큼 충분한 기입 물질을 제공해야 한다. 결점 복구 당 일반적인 라인 길이가 실질적으로 50㎛ 내지 100㎛라면, 1m 길이의 리본은 10,000회만큼의 복구를 제공할 수 있다. 도 9의 프린트 헤드 906 및 도 12의 1202는, 레이저 전이 파장에 광학적으로 투과성을 갖거나, 또는 상기 빔이 통과할 수 있는 관통 구멍을 포함해야 한다. 상기 프린트 헤드는, 상기 리본이 상기 프린트 헤드의 표면을 따라 주행할 때 상기 리본을 인도하기 위한 얕은 채널을 포함할 수 있다. 상기 프린트 헤드의 형태는 도 9 및 12에 도시된 것에 한정되지 않는다. 나아가, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 적합한 물질 조성을 유지하기 위해 상기 주문식 준비 모듈들은 온도, 습도, 압력 등과 같은 환경 파라미터의 적합한 제어부를 포함할 수 있다.

본 시스템의 오프-보드식으로 준비된 리본은, 주문식으로 준비된 것과 같은 요건들을 거의 모두 갖는다. 상기 리본은, 평판(flat panel; FP) 하나 당 또는 수 개의 FP 기판들 당, 상기 직접 기입 어셈블리 상에 주기적으로 적재되고 그 후 그로부터 양하되는 개별적인 리본일 수 있다. 따라서 상기 리본들은 자동 취급을 위한 충분한 경도(stiffness)를 가져야 한다. 상기 오프-보드식으로 준비된 리본은, 별도로, 자동 적재/양하 취급 요건 및 자동 잉크 인가를 위한 요건들에 의해 설정된 크기와 함께 임의의 형태(예를 들면, 직사각형 또는 원형)를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 리본들은 길이 및 넓이에 있어서 수십 mm 단위일 수 있고, 십 분의 몇 mm 또는 그 이상의 두께를 가질 수 있다.

오프-보드식으로 준비된 리본들은, 주문식 리본 준비를 위해 이용된 것과 유사한 장치에 의해 준비될 수 있다. 즉, 오프-보드식 리본들은 레이저를 이용한 삭마를 통해 생성된, 또는 양각에 의해 생성된 리세스 웰을 포함할 수 있다. 또한 리세스 웰은 오프-보드식 리본들 내로 식각될 수 있다. 나아가, 상기 유동성 물질들은 슬롯식 코팅 또는 닥터 블레이드식 또는 스핀-온 기술을 이용하여 상기 오프-보드식 리본들에 인가될 수 있다.

도 8a 및 8d에 도시된 상기 직접 기입 모듈 및 움직일 수 있는 최종 렌즈 어셈블리의 실시예들은, 도 4c에 도시된 것과 유사한 형태를 갖고, 예를 들면 도 5a에 도시된 상기 툴에서 오프-보드식으로 준비되는 리본을 이용할 수 있다. 또한, 상기와 동일한 움직임, 즉, 도 8a 내지 8e에 도시된 Z 방향의 하나의 움직임 축을 포함하는 최소 두 개의 축이, 예를 들면 도 6에 도시된 온-보드식 주문식 리본 어셈블리를 위해 이용된다. 구체적으로, 도 8a 내지 8e에 도시된 바와 같이, 주문식 리본 준비 모듈은 이중 축 스테이지, 즉, Z, 및 X/Y 또는 θ에 탑재된다. 주문식 리본 어셈블리와 기판 표면 사이의 간극을 설정하는 수단은 오프-보드식 리본과 동일할 수 있으며, 이에 대해서는 도 4a를 참조한다. 나아가, 오프-보드식으로 준비된 리본의 경우와 같이, 상기 주문식 리본은 기입되지 않을 때 기판 표면 위의 안전한 높이에 재치되어야 한다. 오프-보드식으로 준비된 리본과 같이, 기입 중에 상기 주문식 리본의 잉크/리본 경계면 상에 초점을 유지하기 위해, Z-스테이지 720의 제어기에 피드백을 제공하는 자동 초점 모듈이 이용될 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한, 결함의 직접 기입 복구를 실행하기 위해 수행되는 단계들의 흐름도 1455이다. 도 15a 내지 15e는 흐름도 1455의 다수의 단계들에 대한 더욱 상세한 설명을 제공한다. 도 7의 모듈들 및 도 8a 내지 8f에 도시된 위치들이 이하의 설명에서 함께 참조된다. 상기 처리의 시작인 단계 1402에서, 전기적 시험 또는 자동 광학 검사(automatic optical inspection; AOI)를 통해, 또는 전기적 시험 또는 AOI로부터의 입력들의 결함 관찰 중에, 복구되어야 하는 결함에 대한 정보가 상기 툴에 제공된다. 단계 1476에서, 상기 복구 타입들이 잽 복구 또는 직접 기입 증착 복구로 분류된다. 상기 잽 복구 처리 1478은 이하에서 더 상세히 설명되지 않는다. 상기 직접 기입 처리의 다음 단계에서, 광학기 탑재체들이 해당 결함으로 움직인다(단계 1404). 단계 1406에서, 상기 복구되어야 하는 결함이 도 7의 상기 관찰 최종 렌즈 716을 이용하여 확인된다. 단계 1410에서, 결함 지점 준비는 "잽" 기능에서 레이저 702를 이용하는 물질의 제거를 포함할 수 있다. 상기 물질 제거 처리는, 하나 또는 그 이상의 층을 통해 수 ㎛의 깊이까지, 예를 들면, 5㎛의 지름의 비아들(vias)을 천공(drilling)하는 단계, 또는 보다 큰 구역, 예를 들면, 기입되어야 하는 라인 형상보다 약간 큰, 예를 들면, 10㎛의 폭과 상기 형상만큼의 길이를 갖는 슬롯 형태를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 비아들은 그 구멍의 바닥부에서 더 작은 지름을 갖는 테이퍼(taper)형일 수 있고, 또는 그 전체 길이를 따라서 일정한 지름을 가질 수도 있다. 작동자는 호출(invoke) 단계 1420에 의해 지점 준비의 결과를 관찰할 수 있다. 상기 결함 지점이 준비되고 허용가능한 것으로 간주되면, 기입 동작 1430이 실행될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 시스템의 구성이 주문식 리본 준비 1480을 포함한다면, 단계 1430이 시작되기 전에 상기 리본이 잉크 처리되고 준비된다. 전이된 라인 패턴이 단계 1430에서 완성되면, 단계 1440에서 상기 작동자는 선택적으로 증착을 관찰하고 검증할 수 있다. 전이된 라인 패턴이 허용가능하지 않다면, 상기 처리는 단계 1410으로 복귀되고, 상기 단계 1410 동안 상기 지점 준비 동작을 통해 상기 전이된 라인 패턴이 제거되거나 트리밍된다. 상기 전이된 라인 패턴이 허용가능하다면, 상기 패턴은 단계 1450에서 경화된다. 상기 전이된 라인 패턴의 경화 이후에, 단계 1460에서 상기 작동자는 다시, 상기 전이되고 경화된 라인 패턴의 관찰을 선택적으로 행할 수 있다. 상기 복구가 충분히 허용가능하지 않다면, 상기 작동자는 상기 사이트 준비 단계 1410을 다시 시작하고 상기 잽 레이저 702를 이용하여 상기 복구를 완전히 또는 부분적으로 박리시키도록 선택할 수 있고, 그 다음 단계 1430 내지 1450을 반복함으로써 상기 복구를 재실행할 수 있다. 또, 상기 복구가 트리밍만을 요구한다면, 상기 작동자는 잉여 부분을 트리밍하기 위해 상기 잽 레이저를 채택하고 그 다음 단계 1470에서의 결과물을 검증하도록 선택할 수 있다. 상기 복구가 허용가능하다면, 단계 1472에서 상기 시스템은 상기 리본을 홈 위치로 복귀시키고, 단계 1474에서 복구해야 하는 다음 결함으로 이동한다.

도 15a는, 도 14의 기입(증착) 단계 1430 동안 수행되는 단계들의 흐름도이다. 기입 단계 1430은 상기 결함이 관찰되고, 상기 결함 지점이 준비 및 관찰되며, 주문식 리본을 이용하는 실시예에서는 상기 리본 준비가 완료될 때까지는 호출되지 않는다. 나아가, 결함 위치, 결함 타입, 치수 파라미터, 라인 요소 크기 등과 같은 복구 파라미터는 상기 툴 데이터 세트 내에 이미 등록되어 있는 것으로 가정한다. 다음으로, 단계 1504에서, 상기 빔 축은 상기 적재체 550 또는 650을 기판에 대해 움직임으로써 복구 시작점에 위치된다. 단계 1506에서, 상기 직접 기입 최종 렌즈의 광축 800이 상기 빔 축 718과 동일 축에 위치되도록 시프트(shift)되고, 이로써 상기 직접 기입 최종 렌즈 402 및 관련 직접 기입 장치들이 상기 빔 경로 718 내로 시프트된다. 이 때, 상기 잉크 처리된 리본은 여전히 높이 Z_홈 836에서 홈 위치 내에 남아있고, 몇몇 실시예들에서는, X_홈 또는 θ_홈, 예를 들면, 도 8b의 위치 852 또는 도 8e의 722D-2에 남아있다. Z_홈 836은 상기 기판 위의 안전한 간극 높이이다. 단계 1508 중에, 상기 잉크 처리된 리본은 X(또는 Y) 또는 θ내에서 기입 위치, 예를 들면, 도 8b의 854 또는 도 8e의 722D-1로 움직이고, 상기 직접 기입 최종 렌즈 402의 초점면 830에 상기 잉크/리본 경계면을 위치시키기 위해 Z 내에서 조정된다. 상기 리본이 Z 내에서 움직일 때 상기 최종 렌즈 초점을 검출하기 위해 상기 자종 초점 어셈블리(710)가 이용된다. 초점을 맞추는 단계 1508에 대한 상세는 이하에서 설명된다. 상기 최종 렌즈가 상기 잉크/리본 경계면 830에 정확하게 초점이 맞춰지고, 상기 빔 경로가 상기 복구 시작점에 위치되면서, 상기 직접 기입 전이가 시작된다. 단계 1510에서, 기입되어야 할 라인의 제1 요소(element)에 대한 원하는 개구 크기 706이 단계 1402의 복구 처방(recipe) 정의에 의해 선택된다. 다음으로, 상기 레이저 702가 상기 기입되어야 할 라인의 제1 요소를 전이시키기 위해 펄스를 발생한다. 기입이 완료되지 않았다면, 단계 1514에서, 리본 406이 도 7의 동작 디바이스 722에 의해 잉크 처리된 구역으로 상기 레이저에 대해 전진하고, 상기 탑재체/레이저 550 또는 560은 다음 위치로 상기 기판에 대해 전진한다. 상기 개구 크기가 상기 등록된 복구 파라미터에 따라 설정되고, 상기 레이저는 다음 요소를 전이시키기 위해 펄스를 발생한다. 상기 루프는 기입 동작이 완료될 때까지 계속된다.

도 15b는, 도 15a에 도시된 흐름도의 상기 잉크/리본 경계면에 초점을 맞추는 단계 1508과 관련된 단계들의 흐름도이다. 단계 1522에서, Z_홈 간극 높이 836을 유지하면서, 상기 잉크 처리된 리본이 홈 X(또는 Y) 또는 θ 위치, 예를 들면, 도 8b의 852 또는 도 8e의 722D-2로부터, 상기 X(또는 Y) 또는 θ 기입 위치, 예를 들면, 도 8b의 854 또는 도 8e의 722D-1로 움직인다. X_dw 또는 θ_dw 위치에 있을 때, 단계 1524에서 상기 리본이 Z_시작 위치 834로 움직인다. Z_시작은 도 8c에 도시되어 있고, 상기 기판으로부터의 간격 거리 내에 있는 시스템(또는 사용자) 정의된 높이일 수 있으며, 보다 구체적으로 상기 잉크/리본 경계면, 예를 들면, 도 4c의 424에 근접하는 상기 기판 표면 위의 평면의 높이일 수 있다. 다음 단계 1526은 자동 초점 기능 710을 호출하는데, 상기 자동 초점 기능 710은, 상기 잉크/리본 경계면 424가 초점 830 내에, 즉, Z 위치 Z_dw 832에 존재할 때까지 정밀하게 조정하도록 상기 직접 기입 어셈블리 Z 스테이지 720의 방향을 지시하는 신호를 상기 스테이지에 피드백한다.

도 14에 도시된 처리 흐름의 다른 실시예는, 주문식 리본 준비 1480에 대한 분기(branch)를 포함할 수 있다. 도 15c는 주문식 리본 준비 처리 흐름의 상세를 도시한다. 상기 주문식 준비는, 적어도 상기 기입 처리 1400의 초기 단계들과 병렬적으로 행해질 수 있고, 또는, 직접 기입 결함 복구가 필요하다고 알려지는 즉시 행해질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 주문식 준비는 상기 리본이 단계 1430에서 요구되기 전에 적시에 완료되어야 한다. 상기 주문식 리본 준비 처리 단계들 1480은 도 9, 10, 13을 참조하여 설명된 주문식 리본 준비 실시예들 중 어느 것에도 적용된다. 도 11, 12에 도시된 것과 같은 주문식 리본 준비 실시예들에 대해, 이 실시예들은 리세스 웰을 요구하지 않는 기술을 사용하므로 제1 처리 단계 1582, 즉, 리세스 웰의 생성이 적용되지 않는다. 상기 주문식 리본 준비를 위한 처리는 다음과 같다. 우선 단계 1582에서, 예를 들면, 삭마 또는 양각에 의해 리세스 웰이 생성된다. 단계 1584에서 잉크/유동체 물질이 인가된 후, 원하는 두께까지 평활화(smoothing) 또는 평탄화(leveling)된다. 단계 1586에서, 슬롯식 코팅 또는 닥터 블레이드식 기술에 의해 잉여 물질이 제거된다. 단계 1588에서, 상기 리본의 준비된 부분이 전진하여 광축 내로 위치된다.

도 15d은, 도 14의 상기 지점 준비를 검증하는 단계 1420, 상기 전이된 라인 패턴을 검증하는 단계 1440, 또는 상기 전이되고 경화된 라인 패턴을 검증하는 단계 1460과 관련된 보다 상세한 내용을 제공하는 흐름도이다. 이 동작들에서, 상기 검증 처리의 제1 단계 1542는 상기 리본이 기판 위의 안전한 위치에 있다는 것을 보장하는 것인데, 구체적으로, 상기 리본은 도 8c의 Z_홈 836에 존재해야 하고 만약 그렇지 않다면 Z_홈으로 움직여야 한다. 상기 리본이 안전한 위치에 있게 되면, 단계 1544는 도 7의 렌즈 탑재 플레이트 714를 움직임으로써 상기 관찰 최종 렌즈 716의 광축을 상기 빔/이미징 축 718과 동일 축에 위치되도록 시프트시킨다. 단계 1546 동안, 상기 탑재체 550 또는 650을 상기 전이된 라인을 따라 상기 기판에 대하여 X 및 Y 방향으로 움직이면서, 상기 탑재체 이미징 블록 708을 이용하여 상기 전이된 라인을 관찰할 수 있다. 상기 관찰이 만족스럽다면, 도 14에 도시된 처리 흐름이 계속된다. 상기 관찰이 결과가 만족스럽지 않다면, 단계 1548에서, 작동자는 단계 1410으로 복귀하고 잽 기능부 내의 상기 레이저를 이용하여 조정을 행하는 선택지를 갖는다.

도 15e는 도 14의 상기 전이된 라인 패턴의 경화 단계 1450과 관련된 보다 상세한 내용을 제공하는 흐름도이다. 만약 필요하다면, 단계 1551에 나타난 바와 같이 상기 직접 기입 최종 렌즈 402의 광축 800이 상기 탑재체의 빔 축 718과 동일 축에 위치되도록 상기 직접 기입 최종 렌즈 402가 시프트될 것이 설정(setup)에 의해 요구된다. 다음 단계 1552에서, 상기 리본 어셈블리가 홈 위치, 예를 들면, 도 8b의 852 또는 도 8e의 722D-2로 움직인다. 상기한 바와 같이, 상기 홈 위치는, 상기 리본 내의 820 또는 1120과 같은 개방 홀을 통해, 또는 상기 리본 및 리본 카트리지 플레이트를 상기 빔 경로로부터 충분히 벗어나도록 움직임으로써, 상기 기판 상에서 상기 전이된 패턴으로의 장애물 없는 빔 경로를 허용한다. 단계 1554에 나타난 바와 같이 상기 탑재체, 예를 들면, 도 7의 550 또는 650이 복구 시작점 좌표에 상기 빔 718을 위치시키도록 움직인다. 단계 1556에서, 상기 전이된 라인을 경화 소스, 예를 들면, 레이저, 레이저 다이오드, 또는 다른 열 에너지 소스에 노출시키는 단계를 시작하기 위해, 상기 경화 소스 712로의 셔터가 개방된다. 다른 실시예는 셔터를 이용하는 대신 상기 경화 소스를 온 또는 오프시킬 수 있다. 단계 1558에 나타난 바와 같이, 상기 스테이지에 대하여 상기 탑재체/경화 소스 550 또는 650을 움직이고 상기 전이된 라인 패턴을 상기 경화 소스에 노출시킴으로써 상기 전이된 라인 패턴이 경화된다. 단계 1559에 나타난 바와 같이, 상기 라인이 상기 경화 소스에 충분히 노출된 때, 상기 경화는 완료된 것으로 간주되고 상기 경화 소스로의 셔터가 차단되거나 또는 상기 경화 소스가 오프 상태로 된다. 상기 처리는 도 14의 단계 1460으로 진행될 수 있다.

상기 직접 기입 장치, 예를 들면, 도 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13에 도시된 장치들 중 어느 것이라도 상기 처리 시퀀스에 추가되는 시간이 전혀 없거나 거의 없이, 그리고 장치 동작 기구에 있어서의 변화가 전혀 없거나 거의 없이, 하나 이상의 물질의 상기 준비 및 전이에 적용될 수 있다. 구체적으로, 주문식 리본은 도 17a 및 17b에 도시된 서로 평행한 리세스 웰들을 제공하는 양각 수단을 포함할 수 있다. 또는, 주문식 리본은 도 17c에 도시된 것과 같은 성형된 리세스 웰로 삭마될 수 있다. 서로 다른 잉크/유동성 물질을 포함하는 추가적인 분배기들이, 도 10 및 13에 도시된 것과 같은 구조에 추가될 수 있고, 이 경우 상기 분배기들은 병렬 또는 직렬로 설치될 수 있다. 도 12에 도시된 것과 같은 추가적인 슬롯식 코팅기들이 직렬로 추가될 수 있는데, 상기 슬롯들은 서로 시프트되고 상기 리본에 놓인 특정 웰 위치 위에 위치된다. 예를 들면, 도 12의 하나의 슬롯식 코팅기의 슬롯이 하나의 웰, 예를 들면, 도 17a 및 17b의 1702를 채우기 위해 위치될 수 있는 한편, 제2 코팅기의 슬롯은 제2의 웰 1704를 채우기 위해 위치될 수 있다. 도 17a, 17b 및 17c에 도시된 바와 같이, 서로 다른 물질로 채워진 다수의 리세스 웰과 함께, 오프-보드식으로 준비된 리본들이 전달될 수 있다.

또한, 도 17a, 17b 및 17c는 장치의 복잡도를 증가시키지 않으면서 도 7 및 8에 도시된 장치가 두 개의 서로 다른 물질들, 예를 들면, 웰 1702 및 1704에 배치된 물질들에 용이하게 접근할 수 있는 방법의 예시를 나타낸다. 도 17a는, 도 8a의 X-스테이지 722A에 의해 제공된 선형 경로 움직임 1708에 관한 상기 리본 웰 1702 및 1704의 배향(orientation)의 예시이다. 당해 예시에서, 상기 X-스테이지는 필요한 때에 하나의 물질, 예를 들면, 1702로부터, 다음 물질, 예를 들면, 1704로 움직일 뿐이다. 상기 리세스 웰의 폭은 원하는 라인 패턴의 일반적 길이보다 넓은데, 예를 들면, 상기 리세스 웰의 폭은 수 mm일 수 있다. 도 17b는 도 8d의 θ-스테이지 722D에 의해 제공된 호형(arc) 경로 움직임 1706에 관한 상기 리본 웰 1702 및 1704의 배향의 예시이다. 도 17c는, 도 8a의 X-스테이지 722A에 의해 제공된 선형 경로 움직임 1708에 대하여, 상호배치된(interleaved) 패턴을 형성하고 그 순서가 번갈아 나타나는 두 개의 물질들 1712 및 1714를 포함하는 다수의 리세스 웰들의 배향의 예시이다. 또한, 상기 번갈아 나타나는 물질들, 즉, 상호배치된 패턴을 갖는 리본은, 실질적으로 상기 웰을 상기 호형 경로를 갖는 라인 내에 위치시킴으로써, θ 스테이지 722D와 함께 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 상호배치된 패턴은 물질 1714를 수용하는 M개의 리세스 웰들 사이에 물질 1712를 수용하는 N개의 리세스 웰들을 배치함으로써 형성될 수 있으며, 여기서, M과 N은 1보다 큰 임의의 정수이다.

하나 이상의 유동성 물질들을 지원할 수 있는 상기된 장치 및 방법은, FPD 패널들 및 이와 유사한 복구 요건을 갖는 다른 응용 제품들의 복구에 있어서 이점을 더 제공하며, 또한 일반적인 직접 기입 응용 제품들에 있어서도 이점을 갖는다. 도 20a 내지 20d는 복구를 위해 두 가지 물질들, 즉, 금속 및 유기 패시베이션 물질과 같은 비금속을 요구하는 픽셀을 도시한다. 도 20a에서, 개방 데이터 라인 결함 2010이 유리 2002를 코팅하는 SiNx 2004와 같은 게이트 절연체 막 상에 놓인다. 상기 개방 데이터 라인은 픽셀 아래를 가로지른다. 상기 유기 패시베이션 층 2006은 실질적으로 2㎛의 두께를 갖고, 픽셀 ITO 층 2008에 의해 덮인다. 상기 결함은 상기 유기 패시베이션 층 2006과 픽셀 층 2008의 인가 이후에 어레이 시험 중에 발견된다. LCVD와 같은 기존의 증착 복구 방법을 이용하는 복구가 도 2b 및 2c에 도시되어 있다. 도 2b에서, 레이저 가공을 이용하는 기존의 방법은 먼저 상기 개방 데이터 라인 2010 위의 상기 ITO 층 2008과 유기 패시베이션 층 2006을 제거한다. 다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 기존의 방법은 복구 라인 2014로 상기 개방 데이터 라인 2010을 복구하기 위해 LCVD를 이용한다. LCVD와 같은 기존의 방법은 하나의 금속 물질로 복구를 행할 뿐이므로, 상기 복구 라인 2014 위의 유기 층 2006은 재배치되지 않는다. 만약 상기 복구된 개방 데이터 라인이 픽셀 아래에 있다면, 상기 픽셀은 기능하지 않을 것이다. 그러나, 하나 이상의 유동성 물질에 용이하게 접근할 수 있는 상기 레이저 전이 장치를 이용하는 본 발명은, 도 20d에 도시된 바와 같이, 유기 물질 2016의 레이저 전이에 의해 상기 복구된 라인을 덮을 수 있다. 나아가, 본 발명은 적어도 두 개의 물질을 전이시킬 수 있으므로, 본 발명은 또한 상기 ITO 층을 교락(bridging)시키는 제2의 금속 라인 2018을 전이시킬 수 있다. 상기 개방 데이터 라인 결함의 완전한 복구뿐만 아니라 상기 유기 패시베이션 층과 ITO 층의 회복은 상기 훼손된 픽셀을 이용가능하게 한다.

도 8a 내지 8e에 도시된 본 발명의 실시예에서, 상기 레이저 빔 718은 상기 최종 렌즈 402의 시계(field of view) 내에 그 중심이 유지되고, 상기 잉크 처리된 리본이 상기 빔에 대하여 움직인다. 상기 빔은 상기 가변 개구 706에 의해 성형될 수 있지만, 상기 개구는 레이저 빔 718 주위에 그 중심이 유지된다. 도 21a는 도 8a 내지 8e에 도시된 실시예를 나타내는데, 상기 개구 2102의 중심은 상기 빔 축 718 상에 고정되어 있고, 상기 리본이 상기 빔에 대하여 움직이며, 상기 기판 404는 상기 탑재체에 대하여 움직인다. 도 21b에 도시된 본 발명의 다른 실시예는, 상기 성형된 개구를 최대 시계 내에서 움직임으로써 전이된 라인들을 생성한다. 보다 구체적으로, 도 21b에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 일반적인 결함 증착 복구에 비해 약간 넓은 시계를 갖는 최종 렌즈 402를 포함하는데, 예를 들면, 최대 시계(field of view; FOV) 2104는 150㎛×150㎛일 수 있다. 이 실시예에서 상기 가변 개구 2102는 상기 빔의 중심에 대하여 그 중심이 위치되도록 머무르는 것이 아니고, 상기 시계 2104에 걸쳐서 단계적으로 이동하며, 이로써 상기 시계의 다른 부분 및 이에 따른 상기 잉크 처리된 리본의 다른 부분을 샘플링하여 상기 전이된 라인 패턴의 필요한 라인 세그먼트를 생성한다. 당해 실시예에서, 상기 리본은 각각의 라인 세그먼트에 대해 단계적으로 이동하는 것이 아니고, 적어도 상기 최대 FOV 2104만큼 큰 스텝으로 시프트된다. 당해 실시예는 상기 리본 스테이지 722에 대한 요건을 완화시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 기존의 제조 라인 배열에서는 상기 관찰 기능은 레이저 절삭(잽) 기능과 하나의 툴 내로 결합되고, 상기 개방 결함 복구는 개별적인 툴에 의해 완료된다. 몇몇 제조 라인 배열은 관찰 및 레이저 절삭 기능을 위해 두 개의 개별 툴을 이용한다. 도 19a, 19b 및 19c를 참조하면, 각각의 박스는 상기 플레이트들이 흘러가는 별개의 툴을 나타낸다.

제조를 통한 FP 플레이트 흐름의 속도는 FPD 제조 라인에 대해 중요하다. 플레이트들이 상대적으로 크고, 즉, 1.5m 내지 2m가 일반적이고, 그 두께는 일반적으로 1mm로 얇기 때문에, 처리 및 검사 툴들 사이의 플레이트의 이전(hand-off)은 신중하게 수행되어야 한다. 관찰 또는 복구 툴 내의 일반적인 적재/정렬/양하 시간은 45초이다. 따라서, 세 개의 개별 툴, 즉, 관찰 툴 1902, 레이저 절삭 복구 툴 1904 및 개방 결함/증착 복구 툴 1906을 이용하는 도 19a의 시퀀스는, 플레이트 하나 당 3×45초=135초의 부가 취급 시간(overhead handling time)을 요구한다. 두 개의 개별 툴, 즉, 관찰 및 절삭 복구 툴 1910과 개방 결함/증착 복구 툴 1906을 포함하는 도 19b의 시퀀스는 90초를 요구한다. 본 발명에 의하여, 모든 기능부들이 하나의 툴 1912 내에서 결합되는 도 19c의 시퀀스는 단지 45초의 취급 시간만을 요구한다.

도 19c에 도시된 본 발명의 실시예에 의하면, 관찰 동작, 직접 기입 복구 동작 및 절삭 복구 동작이 하나의 툴에 의해 수행된다. 상기 관찰 동작은 결함의 개수, 타입, 위치, 크기/정도를 제공하는데, 이는 종종 플레이트마다 달라진다. 합격 판정의 수단이 상기 결함 이미지를 캡쳐한 이후의 상기 툴의 거의 모든 단계에서 요구된다 - 예를 들면, 어떤 이미지가 방해물이 아닌 실제 결함인지, 어떤 종류의 결함이 발견되었는지, 특정 결함이 복구가 요구되는지 아닌지, 어떤 종류의 복구가 요구되는지, 어떤 복구 파라미터가 필요한지, 복구되어야 할 다음 결함은 어느 것인지 등. 몇몇 관찰/복구 툴은, 이러한 결함을 식별하고, 분류하고, 복구하기 위해, 인간 작동자의 판단 및 개입과 툴 동작을 결합시킨다. 본 발명의 일 실시예는, 상기 직접 기입 또는 증착 복구 결함 식별, 분류, 증착 복구 정의, 및 실행을, 상기 관찰 및 절삭/증착 복구 툴 내에서 자동 결함 복구(Automatic Defect Repair; ADR) 방법 및 구조 내로 통합시킨다. ADR 구조 및 방법의 일 예가 미국특허 제60/646,111호에 개시되어 있으며, 당해 미국특허는 주식회사 포톤 다이나믹스에 양도되고 참조에 의해 그 전체로서 참조에 의해 본 명세서에 편입된다. 보다 구체적으로, 관찰, 절삭 복구 및 증착 복구를 결합하는 본 발명의 실시예에 대해, ADR과 같은 능력은 자동으로(인간의 개입 없이) 관찰 및 AIO/시험 데이터를 분석하고, 결함을 식별 및 분류하고, 복구 파라미터를 설정하고 상기 복구를 실행한다.

도 19a, 19b 및 19c를 참조하면, 최적화된 툴 시퀀스를 결정함에 있어서 상기 부가 취급 시간은 단지 하나의 인자일 뿐이다. 상기 세 가지의 잠재된 단계들의 각각에 대한 처리 시간 또한 고려되어야 한다. 결함 하나 당 일반적인 관찰 시간은 상기 결함으로 움직이는 시간(일반적으로는, 실질적으로 1초)과 상기 결함을 관찰하는 시간(실질적으로 0.5초)의 합이다. 레이저 절삭에 의한 복구는, 상기 결함으로 움직이는 시간(예를 들면, 1초)과 복구/절삭 시간(예를 들면, 실질적으로 4초)의 합이다. 증착법에 의한 개방 결함의 복구는, 상기 결함으로 움직이는 시간(예를 들면, 1초)과 복구를 기입하는 시간의 합을 요구한다. LCVD 방법을 이용하는 증착 복구는 복구 당 60초를 소요할 수 있는 한편, 경화를 포함하는 분배된 잉크를 이용하는 복구는 복구 당 10초를 소요할 수 있다. 관찰된 결함이 복구를 요구하는 비율은 사용자에 따라 플레이트마다 변동할 수 있다. 절삭을 요구하는 복구와 물질 증착을 요구하는 복구 간의 비율 역시 변동할 수 있다.

표 1은 플레이트 하나 당 예시적인 결함의 개수와 복구를 요구하는 결함의 개수들에 대한 개략적인 분석을 나타낸다. 개산(槪算) 결과는 백분율로 나타낸다. 결함 하나 당 개산된 처리 시간이 상기 테이블에 포함되어 있다.

	비율	결함 당 시간(초)
전체 관찰 개수	100	0.5
전체 복구 개수	20
레이저 절삭	18	4
LOR	2	10(본 발명) 60(LCVD)

단지 예로서, 100개의 총 결함이 존재하는 경우, 표 1에서 표시된 분포에 의한 관찰 및 복구를 완료하는 총 처리 시간이 표 2에 나타나 있다.

처리 단계	시간(초) - 관찰/절삭/증착 복구를 포함하는 본 발명	시간(초) - 관찰/절삭 복구 + LCVD(종래기술)
취급(Handling)	45	2×45=90
관찰	1.5×100=150	1.5×100=150
레이저 절삭	5×18=90	5×18=90
증착 복구	10×2=20	60×2=120
총 합	305	450

종래 기술인 LCVD 증착 단계는 플레이트 하나 당 실질적으로 100초를 부가하고, 관찰 툴로부터 전용 LCVD 툴로 상기 플레이트를 전송시켜야 할 필요가 또 다른 45초를 부가한다. 하나의 툴 내에 통합된 증착 복구, 관찰 및 절삭 복구를 포함하는 본 발명은, 두 개의 툴을 포함하는 구조, 즉, 관찰/절삭 동작을 수행하는 제1 툴과 LCVD 증착 동작을 수행하는 다른 툴을 포함하는 구조에 비해, 실질적으로 145초를 절약하는 것으로 나타난다.

FPD 제조 라인들은, 개별 플레이트들이 툴들 사이에서 흐르는 인-라인(in-line) 설비를 포함할 수 있고, 또는 상기 라인들은 툴들 사이에서 수송되는 다중 스택형 플레이트들을 포함하는 카세트들을 이용할 수 있다. 도 19a, 19b, 19c에 도시된 흐름들은 LOR 처리 시간의 길이에 무관하게 인-라인 제조 라인에 적합할 것이다. 그러나, 카세트를 이용하는 설비에 대해서는, 개방 결함이 상기 카세트 내의 플레이트들 중 적어도 하나의 플레이트 상에서 발견될 가능성이 항상 존재한다. 더욱 일반적으로, 하나의 카세트 내의 각각의 플레이트는 적어도 하나의 개방 결함을 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 몇몇의 결함의 증착 복구를 위해 전체 카세트가 "정지(hold up)"되어야 한다. 각 경우에서, 짧은 증착 복구 처리 시간이 보다 긴 처리 시간보다 훨씬 더 유리하다. 따라서, 짧은 증착 복구 시간은 일반적으로 상기 취급 시간에 훨씬 못 미치므로, 도 19c에 도시된 바와 같은 본 발명에 의한 통합된 관찰/절삭 복구 및 증착 복구를 포함하는 툴은 도 19a 및 19b에 도시된 툴에 비해 다수의 이점들을 제공한다.

도 19a, 19b에 도시된 기존의 시스템을 참조하면, 우선 모든 잠재적인 결함이 관찰될 수 있고, 그 후 레이저 절삭을 요구하는 모든 결함들이 복구된 후 모든 개방 결함들의 복구가 행해질 수 있다. 또는, 레이저 절삭을 요구하는 모든 결함 이전에 모든 개방 결함들이 복구될 수 있다. 각각의 경우는 결함이 복구되기 위해 두 번, 즉, 첫째로 관찰을 위해, 둘째로 결함 복구를 위해 움직일 것을 요구한다. 본 발명의 도 19c를 참조하면, 잠재적인 결함들은 관찰되고 즉시 복구(레이저 절삭 또는 증착)될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 결함은 단 한 번만 배치된다.

본 발명의 상기 실시예들은 설명을 위한 것이며 제한적인 것은 아니다. 다양한 대안과 등가물이 가능하다. 본 발명은 단지 예로써 평판 어레이 복구를 참조하여 기술되었지만, 본 발명은 컬러 필터 복구 또는 패널 복구와 같은 FPD 제작 내의 다른 복구 처리에 적용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 나아가 본 발명은, 마이크로 전자 회로 생성 및 복구, 평판 및 태양 전지판(solar panel) 상의 회로 인쇄, 또는 태양 전지판의 복구, 커패시터, 배터리, 반도체 회로의 생성 등과 같은, 증착을 요구하는 직접 기입 응용제품에 이용될 수 있다. 본원의 개시 내용으로부터 다른 부가, 삭제 또는 수정이 명백하며, 이들은 첨부된 청구범위의 범위 내에 속한다.

Claims (5)

1. 리본을 준비하는 장치에 있어서,
   상기 리본 내에 리세스 웰을 형성하는 제1 모듈; 및
   상기 리세스 웰 내에 잉크를 분배(dispense)하는 제2 모듈을 포함하는 리본 준비 장치.
   
2. 리본을 준비하는 방법에 있어서,
   상기 리본 내에 리세스 웰을 형성하는 단계; 및
   상기 리세스 웰 내에 잉크를 분배하는 단계를 포함하는 리본 준비 방법.
   
3. 리본에 있어서,
   제1 유동성 화합물로 코팅되도록 형성된 제1 리세스 웰을 포함하되,
   상기 제1 리세스 웰은 상기 제1 유동성 화합물을 기판으로 전이시키도록 동작하는 레이저 빔의 경로 내에 위치되고, 상기 리본은 상기 레이저 빔의 파장에 대해 투과성을 갖는 리본.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 리세스의 깊이는 0.2㎛와 2㎛ 사이의 범위를 갖는 리본.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1 유동성 화합물과 다른 제2 유동성 화합물로 코팅된 제2 리세스 웰을 더 포함하되,
   상기 제2 리세스 웰은 상기 제2 유동성 화합물을 상기 기판으로 전이시키도록 동작하는 상기 레이저 빔의 경로 내에 위치되는 리본.
   

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