KR20090050878A - 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

소프트 몰드를 이용한 임프린트(imprint) 방식으로 평판표시소자용 기판측에 식각 및 비식각 영역을 간편하게 구분할 수 있는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치를 개시한다.

이러한 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는, 프레임과, 일정 크기의 밀폐 공간을 가지며 상기 프레임 상에 설치되는 챔버부와, 상기 챔버부 내부에 위치되며 기판측에 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 패턴면이 일면에 형성되고 타면에는 고정플레이트가 부착된 소프트 몰드와, 상기 챔버부 내부에서 상기 소프트 몰드를 비고정 상태로 거치하는 홀더부와, 상기 소프트 몰드의 아래쪽에 배치되며 업/다운 동작에 의해 상기 소프트 몰드와 합착/분리가 가능하도록 기판을 로딩하는 스테이지 그리고, 상기 소프트 몰드가 상기 홀더부측에서 고정 거치 상태 또는 비고정 거치 상태를 유지할 수 있도록 제어하기 위한 고정수단을 포함한다.

식각 및 비식각 영역 구분, 임프린트(imprint) 작업, 프레임, 기판, 소프트 몰드, 챔버부, 스테이지, 홀더부, 고정수단, 가압로드, 소프트 몰드의 거치 상태 제어, 고정 거치 상태, 비고정 거치 상태, 경화수단, 패터닝 품질 및 작업성 향상.

Description

기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치{apparatus for making etching area on substrate}

본 발명은 소프트 몰드를 이용한 임프린트(imprint) 방식으로 평판표시소자용 기판측에 식각 및 비식각 영역을 간편하게 구분할 수 있으며, 특히 작업 중에 소프트 몰드의 표면 처짐이나 유동에 의해 발생할 수 있는 문제점들을 개선할 수 있는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치에 관한 것이다.

평판표시소자용 기판측에 식각 및 비식각 영역을 구분하는 작업은 주로 임프린트 방식으로 진행되며, 소프트 몰드를 구비한 임프린트 장치가 사용된다.

상기 임프린트 장치의 일반적인 구조를 간략하게 설명하면, 챔버부와, 패턴면을 구비하고 상기 챔버부 내부에서 홀더부에 거치된 상태로 위치되는 소프트 몰드와, 기판을 로딩하는 로딩면을 가지며 상기 소프트 몰드를 향하여 업/다운 동작되는 스테이지를 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 임프린트 장치는, 레진층이 도포된 기판을 로딩한 상태로 상기 스테이지가 업/다운될 때 기판과 소프트 몰드가 서로 합착되는 이른바, 임프린트(imprint) 동작에 의해 기판의 레진층에 식각 및 비식각 영역을 직접 구분할 수 있도록 작동된다.

그리고, 상기 소프트 몰드는, 일면에 고정플레이트(또는, "백플레이트"라고도 함.)가 부착되어 있으며, 상기 스테이지의 업 동작시 위로 약간 들어올려지면서 몰드의 자중(自重)에 의한 접촉력으로 기판과 합착될 수 있도록 상기 홀더부측에 비고정 상태로 거치된다.

이처럼, 소프트 몰드가 비고정된 거치 상태로 합착 작업을 진행하면 기판과의 합착시 과접촉이나 과압력을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 기판측에 소프트 몰드가 얹혀져서 평행한 자세로 합착이 이루어질 수 있다.

그러나, 상기와 같이 비고정 거치 상태로 위치되는 소프트 몰드를 이용하여 임프린트 작업을 진행하면 여러 가지의 문제가 발생할 수 있다.

즉, 상기 스테이지를 따라 이동되는 기판과 합착/분리될 때 상기 소프트 몰드의 위치(전/후 방향 또는 좌/우 방향)가 쉽게 변화될 수 있으므로 합착면을 사이에 두고 기판과 소프트 몰드 간에 미끄러짐(slip)이 발생할 수 있는 불안정한 상태로 합착/분리 동작이 진행될 수 있다.

그리고, 소프트 몰드는 주로 PDMS(POLY DIMETHYLSILOXANE)와 같은 실리콘 계열의 수지 원료로 성형된 연질의 패드 형태로 이루어지므로 상기 홀더부측에 거치된 상태에서 중앙부가 아래로 돌출되는 처짐 현상(또는, 배부름 현상)이 쉽게 발생된다.

이러한 처짐 현상은, 소면적의 소프트 몰드는 물론이거니와 특히 대면적의 소프트 몰드로 임프린트 작업을 진행할 때 패턴면이 과다하게 휘어진 상태로 기판 과 합착되면서 패터닝 품질과 작업성을 저하시키는 한 요인이 될 수 있다.

또한, 상기와 같이 소프트 몰드측에 처짐이 발생한 상태에서는 기판과의 합착 위치를 얼라인하는 보정 작업을 진행할 때 위치를 정확하게 센싱하기 어려우므로 상기 소프트 몰드와 기판 간에 위치 편차가 쉽게 발생할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은, 임프린트 작업 중에 소프트 몰드의 처짐이나 유동에 의해 발생할 수 있는 문제점들을 개선하여 한층 향상된 패터닝 품질과 작업성을 확보할 수 있는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,

프레임;

일정 크기의 밀폐 공간을 가지며 상기 프레임 상에 설치되는 챔버부;

상기 챔버부 내부에 위치되며 기판측에 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 패턴면이 일면에 형성되고 타면에는 고정플레이트가 부착된 소프트 몰드;

상기 챔버부 내부에서 상기 소프트 몰드를 비고정 상태로 거치하는 홀더부;

상기 소프트 몰드의 아래쪽에 배치되며 업/다운 동작에 의해 상기 소프트 몰드와 합착/분리가 가능하도록 기판을 로딩하는 스테이지;

상기 소프트 몰드가 상기 홀더부측에서 고정 거치 상태 또는 비고정 거치 상태를 유지할 수 있도록 제어하기 위한 고정수단;

을 포함하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치를 제공한다.

이와 같은 본 발명은, 소프트 몰드를 고정 또는 비고정 거치 상태로 제어할 수 있는 고정수단을 구비하고 있으므로 챔버부 내부에서 임프린트 작업(합착/분리)을 진행할 때 상기 소프트 몰드에 의해 발생할 수 있는 문제점들을 개선할 수 있다.

예를들어, 상기 고정수단으로 상기 소프트 몰드를 고정 거치 상태로 유지할 수 있으므로 합착/분리시 상기 소프트 몰드가 유동하지 않는 안정적인 상태로 작업을 진행할 수 있다.

또한, 상기 고정수단은 상기 소프트 몰드의 고정플레이트 테두리부를 눌러서 고정하는 방식으로 작동되므로 이러한 고정 방식은 상기 고정플레이트의 테두리부를 누를 때 상대적으로 중앙부가 편평하게 복원되면서 상기 소프트 몰드의 중앙부 처짐을 줄일 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위 내에서 설명된다.

따라서, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있는 것이므로 본 발명의 특허청구범위는 아래에서 설명하는 실시예들로 인하여 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치의 전체 구조를 나타내는 도면으로서, 도면 부호 2는 프레임을 지칭한다.

상기 프레임(2)은 여러 개의 금속 파이프(또는 금속바)를 통상의 방법으로 용접하거나 볼트로 체결하여 도 1에서와 같은 사각의 프레임체 외관을 가지도록 형성할 수 있다.

상기 프레임(2)은 바닥에서 발생하는 진동을 흡수할 수 있는 완충 구조를 가지도록 형성하면 좋다. 예를들어, 도 1에서와 같이 하부에 고무판과 같은 접지구(K)를 부착하면 바닥면으로부터 전달될 수 있는 진동이나 충격을 최대한 흡수할 수 있다.

상기 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는, 챔버부(4)를 포함한다.

상기 챔버부(4)는 내부에서 임프린트 작업(합착 및 분리)을 진행할 수 있도록 일정 크기의 밀폐 공간(S)이 마련된 박스(챔버케이스) 형태로 이루어질 수 있다.

그리고, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 챔버부(4) 일측에는 도어가 설치되어 이 도어를 통해 외부에서 상기 밀폐 공간(S)으로 기판(G)을 공급하거나 인출한다.

상기 밀폐 공간(S)은 진공펌프(P)의 구동에 의해 진공압 분위기 또는 대기압 분위기로 전환 가능하게 이루어진다.

즉, 상기 진공펌프(P)는 상기 챔버부(4) 일측과 관체로 연결되어 통상의 펌핑 구동에 의해 상기 밀폐 공간(S)을 진공압 분위기 또는 대기압 분위기로 전환할 수 있도록 셋팅된다.

이처럼, 진공펌프(P)를 이용하여 상기 밀폐 공간(S)을 진공압 또는 대기압 분위기로 전환하는 구조는 해당 분야에서 일반적인 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

상기한 챔버부(4)는 임프린트 작업시 미세 기포가 발생하는 것을 억제함과 아울러 제거할 수 있는 분위기(진공압)에서 기판(G)의 레진층(G1, 예:감광성 수지)에 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 작업을 진행할 수 있는 밀폐 공간(S)을 제공한다.

그리고, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 챔버부(4)에는 상기 밀폐 공간(S)에 대응하여 음이온을 발생할 수 있도록 통상의 이오나이져(ionizer)를 더 설치할 수 있다.

일반적으로 음이온은 정전기를 억제 및 제거할 수 있는 것으로 알려져 있으므로 임프린트 작업시 상기 밀폐 공간(S)에 발생할 수 있는 정전기를 용이하게 제거할 수 있다.

상기 챔버부(4)는 진동이나 충격에 의한 간섭을 줄일 수 있는 상태로 상기 프레임(2)측에 설치할 수 있다.

예를들어, 내부에 완충용 유체가 채워진 실린더 형태의 연결구(Q)를 이용하여 도 1에서와 같이 상기 챔버부(4)의 한 군데 이상의 지점을 상기 프레임(2)측에 고정할 수 있다. 상기 챔버부(4)는 상기 연결구(Q)들에 의해 상기 프레임(2)측에서 떠 있는 상태로 고정된다.

이와 같은 구조에 의하면, 상기 프레임(2)측에서 발생하는 진동이나 충격을 적절하게 흡수할 수 있는 상태로 상기 챔버부(4)를 상기 프레임(2)측에 고정 설치할 수 있다.

그리고, 상기 챔버부(4)는 상기 밀폐 공간(S)을 외부와 개방 가능하게 형성할 수도 있다. 예를들어, 도면에는 나타내지 않았지만 일면이 각각 개방되고 개방면이 분리 가능하게 결합하는 두 개의 챔버케이스로 상기 챔버부(4)를 구성할 수 있다.

이와 같은 구조에 의하면, 상기 두 개의 챔버케이스가 서로 분리 가능하게 결합하면서 외부와 개방 가능한 밀폐 공간(S)을 형성할 수 있다.

그러므로, 대형 챔버를 사용할 때 하중이나 압력에 의해 표면 변형(예: 휨 현상)이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기판(G)의 로딩/언로딩 및 유지보수 작업을 간편하게 진행할 수 있다.

상기 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는, 소프트 몰드(6)를 포함한다.

상기 소프트 몰드(6)는 상기 챔버부(4) 내부에서 기판(G)과 임프린트 방식으로 합착되면서 상기 기판(G)의 레진층(G1)에 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 것이다.

즉, 상기 소프트 몰드(6)는 기판(G)의 레진층(G1) 전체 면적을 덮을 수 있는 크기를 가지는 사각의 패드 타입으로 이루어지며, 상기 챔버부(4)의 밀폐 공간(S)에서 도 1에서와 같은 자세로 위치된다.

상기 소프트 몰드(6)는 투명한 합성수지 원료(예:POLY DIMETHYLSILOXANE)를 통상의 방법으로 성형하여 일측면에 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 패턴면(6-1)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 소프트 몰드(6)의 패턴면(6-1) 반대쪽에는 투명한 고정플레이트(6-2, 또는 "백플레이트"라고도 함.)가 부착되며, 이 고정플레이트(6-2)에 의해 편평하게 펼쳐진 상태로 상기 밀폐 공간(S)에서 상기 패턴면(6-1)이 아래쪽을 향하는 자세로 위치된다.

상기 고정플레이트(6-2)는 상기 연질의 소프트 몰드(6)의 처짐을 억제하기 위한 것으로서, 투명한 유리판이나 석영판 중에서 어느 하나를 사용할 수 있다.

그리고, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)측에는 얼라인 위치를 정열할 때 기준이 되는 통상의 얼라인 마크(align mark)들이 형성되어 있다.

상기 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는, 홀더부(8)를 포함한다.

상기 홀더부(8)는 상기 챔버부(4) 내부에서 상기 소프트 몰드(6)를 임프린트 자세로 거치하기 위한 것으로서, 상기 소프트 몰드(6)의 고정플레이트(6-2) 테두리 둘레에 대응하는 지지면(8-1)을 가지며 이 지지면(8-1) 둘레 안쪽의 상/하면이 개방된 사각 프레임 형태로 이루어진다.

즉, 상기 홀더부(8)는 상기 지지면(8-1)측에 상기 고정플레이트(6-2) 둘레부가 얹혀져서 상기 소프트 몰드(6)가 위로 들어올려질 수 있는 상태로 거치되도록 한다.

이와 같은 거치 구조는 후술하는 스테이지(10)로 기판(G)을 업 동작시킬 때 상기 홀더부(8)에서 상기 소프트 몰드(6)를 약간 들어올려서 이 소프트 몰드(6)의 무게에 의한 접촉력으로 합착 작업을 진행할 수 있다.

그리고, 상기 홀더부(8)는 상기 챔버부(4) 내부에서 진동이나 충격에 의한 간섭을 줄일 수 있도록 상기 프레임(2)측에 고정 설치할 수 있다.

예를들어, 도 1에서와 같이 상기 프레임(2)의 수평프레임부(2-1)에서 완충 지지부(K2)에 얹혀진 상태로 베이스 플레이트(2-2)를 배치하고, 이 베이스 플레이트(2-2)에 복수 개의 고정바(B1)를 설치하여 이 고정바(B1)들로 상기 홀더부(8)를 고정할 수 있다.

상기 완충 지지구(K2)는 내부에 완충용 유체(예:에어)가 채워져서 각종 프레임체나 작업대를 완충 상태로 지지하는데 사용하는 통상의 완충 지지구 기능을 갖는다.

그리고, 상기 고정바(B1)들이 관통하는 상기 챔버부(4)의 관통 지점은 도면에는 나타내지 않았지만 고무링과 같은 통상의 시일부재를 끼워서 관통 틈새가 시일되도록 한다.

상기 챔버부(4) 일측에는 분리용 에어노즐(N)을 더 설치할 수 있으며, 통상의 에어공급장치(N1)로부터 에어를 공급받아서 상기 밀폐 공간(S) 내부로 에어를 이정 압력으로 분사할 수 있도록 셋팅된다.

즉, 상기 분리용 에어노즐(N)은 상기 챔버부(4)의 밀폐 공간(S)에서 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)이 합착된 상태일 때 이들 합착면 사이로 에어를 분사할 수 있도록 상기 소프트 몰드(6)를 사이에 두고 양측에 설치할 수 있다.(도 1참조)

그러므로, 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)의 합착 상태를 분리할 때 이들 합착면 사이로 에어를 분사하여 상기 소프트 몰드(6)의 패턴면(6-1)으로부터 기판(G)이 원활하게 분리되도록 할 수 있다.

상기 챔버부(4) 내부에는 상기 소프트 몰드(6)에 대응하는 스테이지(10)가 위치된다.

상기 스테이지(10)는 상기 챔버부(4)의 밀폐 공간(S)에서 상기 소프트 몰드(6)와 합착 가능한 상태로 기판(G)을 로딩하기 위한 것이다.

즉, 상기 스테이지(10)는 기판(G)을 로딩하는 로딩면(10-1)을 가지며, 상기 챔버부(4)의 밀폐 공간(S)에서 제1 구동부(M1)에 의해 상기 소프트 몰드(6)를 향하여 평행한 자세로 업/다운될 수 있다.(도 2참조)

상기 제1 구동부(M1)는 업/다운(Z축 방향) 이동이 가능한 구동축을 구비한 모터(M1-1, 또는 실린더)를 구동원으로 사용하고, 이 모터(M1-1)의 본체는 상기 베이스 플레이트(2-2)측에 설치한 지지프레임부(2-3)측에 고정한다.

그리고, 상기 모터(M1-1)의 구동축에는 이동플레이트(M1-2)를 설치하고, 이 이동플레이트(M1-2)와 상기 스테이지(10) 사이를 지지바(B2)들로 연결 고정한다.

상기 지지바(B2)들은 상기 챔버부(4) 저면을 관통하는 상태로 상기 스테이지(10)와 고정되며, 상기 이동플레이트(M1-2)와 상기 챔버부(4) 저면 사이에는 도 1에서와 같이 상기 지지바(B2)들을 감싸는 상태로 통상의 벨로우즈관(T, bellows tube)을 연결할 수 있다.

상기 벨로우즈관(T)의 일측 단부는 상기 이동플레이트(M1-2) 윗면과 고정하고, 반대편 단부는 상기 챔버부(4)의 저면과 고정한다.

즉, 상기 벨로우즈관(T)은 상기 챔버부(4) 저면의 관통 지점을 외부와 밀폐 상태로 차단할 수 있으므로 상기 밀폐 공간(S)을 진공압 분위기로 전환할 때 관통 틈새 사이로 압력이 해제되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 벨로우즈관(T)은 상기 챔버부(4) 안쪽에서 상기 지지바(B2)들에 의해 관통된 부분을 밀폐 상태로 차단할 수 있도록 설치할 수도 있다.

이러한 제1 구동부(M1)의 구조에 의하면, 상기 모터(M1-1)의 구동시 상기 이동플레이트(M1-2)와 지지바(B2)들에 의해 상기 스테이지(10)를 밀거나 당기면서 상기 소프트 몰드(6)를 향하여 도 2에서와 같이 업/다운시킬 수 있다.

그러므로, 상기 챔버부(4) 내부에서 상기 스테이지(10)를 평행한 자세로 업/다운시키면서 기판(G)의 레진층(G1)과 상기 소프트 몰드(6)의 패턴면(6-1)을 임프린트 상태로 합착하거나 합착을 분리할 수 있다.

상기 제1 구동부(M1)는 상기한 구조 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만, 모터 축과 스크류(예:볼 스크류)를 연결하여 스크류의 정/역 회전에 의해 상기 스테이지(10)를 업/다운시킬 수 있도록 셋팅할 수도 있다.

상기 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는, 정렬수단(12)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 정렬수단(12)은, 상기 기판(G)과 소프트 몰드(6)를 합착하기 전에 합착 위치를 보정하기 위한 것으로서, 위치를 센싱하는 비젼부(V1)와, 이 비젼부(V1)의 센싱 신호에 따라 상기 스테이지(10) 위치를 변화시키는 조절부(V2)를 포함한다.

상기 비젼부(V1)는 마이크로 카메라(V1-1)를 사용하고, 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)측에 형성된 얼라인 마크 중에서 두 군데 이상을 센싱할 수 있도록 도 1에서와 같이 복수 개의 마이크로 카메라(V1-1)를 한 조로 구성하여 상기 프레임(2)측에 고정할 수 있다.

그리고, 상기 챔버부(4) 윗면에는 도 1에서와 같이 투명창(V1-3)을 설치한다. 이 투명창(V1-3)은 투명한 유리판이나 석영판을 사용한다.

상기 투명창(V1-3)은 상기 챔버부(4) 외측에서 상기 비젼부(V1)로 상기 밀폐 공간(S)에 위치한 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)의 위치(얼라인 마크)를 센싱하거나 이외에도 예를들어, 상기 챔버부(4) 외측에서 기판(G)의 레진층(G1)을 경화할 때 자외선이 투과되는 영역을 제공한다.

상기 조절부(V2)는 위치조절부재(V2-1)로 구성되며, 상기 챔버부(4) 외측에서 상기 스테이지(10)의 위치 조절이 가능하게 이루어진다.

즉, 도 1에서와 같이 상기 이동플레이트(M1-2) 아래쪽에 보조플레이트(V2-2)를 배치하고 이들 사이에 상기 위치조절부재(V2-1)를 설치할 수 있다.

상기 위치조절부재(V2-1)는 직선 이동 및 회전 각도 조절이 가능한 구조를 가지는 UVW 스테이지나 메뉴얼 스테이지 중에서 어느 하나를 사용할 수 있다.

이러한 스테이지들은 도면에는 나타내지 않았지만 유체 압력(예:공압)을 이용하거나 별도의 구동장치(실린더, 모터)에 의해 작동하도록 통상의 방법으로 셋팅할 수 있다.

상기 위치조절부재(V2-1)는 2점 지지 방식 내지 4점 지지 방식으로 위치 조절이 가능하도록 복수 개를 한 조로 구성하여, 상기 보조플레이트(V2-2)측에서 상기 이동플레이트(M1-2)를 회전 및 전/후, 좌/우 방향으로 이동시키면서 1방향 이상으로 위치를 조절할 수 있도록 셋팅한다.

그리고, 상기 비젼부(V1)와 상기 조절부(V2)는 도 1에서와 같이 제어유니트(V3)와 연결하여 상기 비젼부(V1)의 센싱 신호에 따라 이에 적합한 상태로 상기 조절부(V2)의 작동을 제어할 수 있다.

상기 제어유니트(V3)는 통상의 수치 제어 컴퓨터(numerical controlled computer)를 사용할 수 있다.

이처럼, 수치 제어 컴퓨터를 이용하여 상기 비젼부(V1)의 센싱 신호에 따라 상기 조절부(V2)의 작동을 제어하는 구조는 해당 분야에서 일반적인 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

이와 같은 구조에 의하면, 상기 비젼부(V1)의 센싱 신호에 따라 상기 제어유니트(V3)로 상기 조절부(V2)의 작동을 적절하게 제어하면서 상기 소프트 몰드(6) 위치에 대응하도록 상기 스테이지(10) 위치를 조절하여 기판(G)의 합착 위치를 보정 및 정렬할 수 있다.

특히, 상기와 같이 조절부(V2)를 상기 챔버부(4) 외부에 설치하면 예를들어, 챔버 공간 내부에 각종 조절장치를 설치한 종래의 임프린트 장치와 비교할 때 상기 챔버부(4)의 사이즈(체적)를 더욱 줄여서 케이스 표면의 처짐을 방지하고, 진공압 또는 대기압 분위기로 형성하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

한편, 상기 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 및 비식각 영역을 만들기 위한 장치는, 고정수단(14)을 포함한다.

상기 고정수단(14)은 누름 접촉으로 상기 소프트 몰드(6)를 상기 홀더부(8)측에 고정 거치 상태 또는 비고정 거치 상태로 제어하기 위한 것이다.

상기 고정수단(14)은 도 1에서와 같이 가압로드(R)로 구성되며, 이 가압로드(R)는 상기 챔버부(4) 윗면을 관통하는 자세를 가지며 일단으로 상기 소프트 몰드(6)의 고정플레이트(6-2) 둘레를 한 군데 이상 누를 수 있도록 배치된다.

그리고, 상기 챔버부(4)측에는 상기 가압로드(R)를 감싸는 상태로 도 1에서와 같이 벨로우즈관(T1)을 설치할 수 있다.

이처럼, 상기 가압로드(R)를 감싸는 상태로 상기 벨로우즈관(T1)을 설치하면, 상기 챔버부(4) 윗면의 관통 지점을 외부와 밀폐 상태로 차단할 수 있다.

그러므로, 상기 밀폐 공간(S)을 진공압 분위기로 전환할 때 관통 틈새 사이로 압력이 해제되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 벨로우즈관(T1)은 상기 챔버부(4) 안쪽에서 상기 가압로드(R)들에 의해 관통된 부분을 밀폐 상태로 차단할 수 있도록 설치할 수도 있다.

또한, 상기 가압로드(R) 일단에는 완충부재(R1)를 부착할 수 있다. 이 완충부재(R1)는 스폰지 또는 고무패드를 사용할 수 있다.

이처럼, 상기 가압로드(R) 일단에 상기 완충부재(R)를 부착하면, 상기 가압로드(R)로 상기 고정플레이트(6-2)를 누를 때 충격이나 진동이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

그리고, 상기 가압로드(R)는 제2 구동부(M2)에 의해 업/다운되면서 누름 동작된다.

상기 제2 구동부(M2)는 통상의 실린더(M2-1)를 구동원으로 사용하고, 도 1에서와 같이 상기 실린더(M2-1) 본체는 상기 프레임(2) 일측에 고정하고, 피스톤로드는 상기 가압로드(R) 일단과 연결한다.

즉, 상기 실린더(M2-1)의 구동에 의해 피스톤로드가 확장/축소될 때 상기 가압로드(R)들이 업/다운되면서 도 3에서와 같이 상기 가압로드(R) 단부로 상기 고정플레이트(6-2)의 테두리 둘레를 누르거나 도 4에서와 같이 누름 상태를 해제할 수 있다.

특히, 상기 가압로드(R)로 상기 고정플레이트(6-2)를 누르면 상기 소프트 몰드(6)는 상기 홀더부(8)측에 고정된 거치 상태가 되므로 상기 챔버부(4) 내부에서 기판(G)과 합착할 때 상기 소프트 몰드(6)의 유동을 방지할 수 있다.

또한, 상기 가압로드(R)에 의해 상기 고정플레이트(6-2)의 둘레부가 눌려지면 상대적으로 중앙부는 편평하게 펼쳐진 상태가 유지되므로 상기 소프트 몰드(6) 중앙부 처짐 현상을 줄일 수 있다.

그리고, 상기 소프트 몰드(6)의 고정이 해제된 거치 상태에서는 상기 기판(G)과 합착시 상기 홀더부(8) 위쪽으로 약간 들어올려지면서 도 4에서와 같이 상기 기판(G) 위에 얹혀진 상기 소프트 몰드(6)의 무게에 의한 접촉력으로 합착 작업을 진행할 수 있다.

따라서, 상기 고정수단(14)은 상기 챔버부(4) 내부에서 상기 소프트 몰드(6) 를 고정 거치 상태 또는 비고정 거치 상태로 제어하면서 상기 소프트 몰드(6)의 유동 및 중앙부 처짐을 억제하고, 상기 소프트 몰드(6)의 무게를 이용한 합착력으로 임프린트 작업을 진행할 수 있도록 작동된다.

그리고, 상기 제2 구동부(M2)는 실린더(M2-1) 이외에도 예를들어, 도면에는 나타내지 않았지만 모터와 같은 구동원이나 벨트, 체인, 풀리와 같은 동력전달부재들을 이용하여 상기와 같은 방식으로 가압로드(R)를 작동시킬 수 있도록 구성할 수 있다.

상기 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는, 경화수단(16)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

이 경화수단(16)은 상기 프레임(2) 상에서 자외선을 조사하면서 기판(G)의 레진층(G1) 경화하기 위한 것으로서, 상기 기판(G) 사이즈에 대응하는 면적을 가지며 도 1에서와 같이 상기 챔버부(4) 위쪽에 배치될 수 있다.

즉, 상기 경화수단(16)은 유브이 램프로 구성되어 상기 챔버부(4) 위쪽에서 상기 투명창(V1-3)을 통해 상기 기판(G)의 레진층(G1)을 경화하는 면상(面像) 조사 방식의 구조를 갖는다.

상기 경화수단(16)은 상기한 면상 조사 방식의 구조 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만 상기 챔버부(4) 내부 또는 외부를 가로지르는 상태로 유브이 램프를 상기 프레임(2) 상에 이동 가능하게 설치하여 스캔(scan) 조사 방식으로 경화가 가능하게 이루어질 수 있다.

따라서, 상기한 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는, 상기 챔버부(4) 내부에서 합착 또는 합착 분리시 이에 부합하도록 상기 소프트 몰드(6)의 거치 상태를 제어하면서 임프린트 작업을 진행할 수 있다.

즉, 레진층(G1)이 도포된 기판(G)을 공급받아서 이 기판(G)을 상기 챔버부(4) 내부의 스테이지(10)에 로딩하고, 상기 진공펌프(P)를 구동하여 상기 밀폐 공간(S)을 대기압 분위기에서 진공압 분위기로 전환한다.

그런 다음, 상기 정렬수단(12)으로 상기 소프트 몰드(6)와 상기 기판(G)의 합착 위치를 보정한다.

이 보정 작업은, 상기 비젼부(V1)와 조절부(V2) 및 제어유니트(V3)를 이용하여 상기 소프트 몰드(6) 위치에 대응하도록 상기 스테이지(10) 위치를 조절하면서 기판(G)의 합착 위치를 적절하게 보정하면 된다.

이처럼, 합착 위치를 보정한 다음, 상기 제1 구동부(M1)에 의해 상기 스테이지(10)를 업 동작시켜서 상기 소프트 몰드(6)를 향하여 기판(G)을 합착한다.

상기 고정수단(14)은 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)의 합착시 두 단계로 작동된다, 즉, 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)의 합착 전 및 합착 직후에는 상기 홀더부(8)측에 상기 소프트 몰드(6)가 고정된 거치 상태를 유지할 수 있도록 상기 가압로드(R)가 누름 작동된다.(도 3참조)

그리고, 기판(G)과 소프트 몰드(6)의 합착 후에는 상기 홀더부(6)측에서 상기 소프트 몰드(6)가 비고정 거치 상태를 유지할 수 있도록 상기 가압로드(R)가 누름 해제 상태로 작동된다.(도 4참조)

이와 같은 작용에 의하면, 초기 합착시 상기 소프트 몰드(6)의 유동을 방지 할 수 있으므로 예를들어, 합착 상태에서 합착면을 사이에 두고 기판(G)과 소프트 몰드(6) 간에 미끄러짐을 방지할 수 있다.

또한, 상기 소프트 몰드(6)의 고정플레이트(6-2)의 테두리 둘레를 상기 가압로드(R)로 누를 때 상기 고정플레이트(6-2)의 중앙부 처짐이 완화시켜서 상기 소프트 몰드(6)의 합착 자세를 최대한 평탄하게 유지/복원할 수 있다.

그리고, 합착 동작 직후에 상기 소프트 몰드(6)가 비고정 거치 상태가 되면, 상기 기판(G)측에 상기 소프트 몰드(6)가 얹혀지고 도 4에서와 같이 상기 고정플레이트(6-2) 둘레면이 상기 홀더부(8)의 지지면(8-1)에서 일정 간격(Y)으로 들어올려진 상태로 합착될 수 있다.

즉, 이러한 합착 상태는 기판(G)과 평행한 합착 자세를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 특히 상기 소프트 몰드(6)의 무게에 의한 접촉력으로 기판(G)과 합착되므로 과접촉이나 과압력에 의해 상기 기판(G)의 레진층(G1)에 패턴이 비정상으로 형성되는 것을 방지할 수 있다.

상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)을 합착한 상태에서 상기 경화수단(16)으로 자외선을 조사하면서 기판(G)의 레진층(G1)을 경화한다.

그런 다음, 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)의 합착 상태를 분리한다. 합착 분리시 상기 고정수단(14)은 상기 홀더부(8)측에 상기 소프트 몰드(6)가 고정 거치 상태를 유지할 수 있도록 도 5에서와 같이 작동된다.

그러면, 상기 소프트 몰드(6)로부터 기판(G)을 분리할 때 상기 소프트 몰드(6)의 유동을 방지하여 더욱 안정적인 상태로 합착 분리 작업을 진행할 수 있다.

그리고, 상기 소프트 몰드(6)와 합착 상태를 분리한 기판(G)은 상기 스테이지(10)로부터 언로딩하여 상기 챔버부(4) 외부로 인출하면 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치의 전체 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치의 스테이지 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치의 고정수단 작용을 설명하기 위한 도면들이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

2: 프레임 4: 챔버부 6: 소프트 몰드

8: 홀더부 10: 스테이지 12: 정렬수단

14: 고정수단 16: 경화수단 G: 기판

G1: 레진층 R: 가압로드 M1: 제1 구동부

M2: 제2 구동부 T, T1: 벨로우즈관

Claims (9)

1. 프레임;

   일정 크기의 밀폐 공간을 가지며 상기 프레임 상에 설치되는 챔버부;

   상기 챔버부 내부에 위치되며 기판측에 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 패턴면이 일면에 형성되고 타면에는 고정플레이트가 부착된 소프트 몰드;

   상기 챔버부 내부에서 상기 소프트 몰드를 비고정 상태로 거치하는 홀더부;

   상기 소프트 몰드의 아래쪽에 배치되며 업/다운 동작에 의해 상기 소프트 몰드와 합착/분리가 가능하도록 기판을 로딩하는 스테이지;

   상기 소프트 몰드가 상기 홀더부측에서 고정 거치 상태 또는 비고정 거치 상태를 유지할 수 있도록 제어하기 위한 고정수단;

   을 포함하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 챔버부는,

   한 개의 챔버케이스 내부에 밀폐 공간을 형성하거나,

   두 개의 챔버케이스가 서로 분리 가능하게 결합되면서 밀폐 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 홀더부는,

   상기 소프트 몰드의 고정플레이트 테두리 둘레에 대응하도록 연결된 지지면을 가지며 이 지지면 둘레 안쪽의 상/하면이 개방된 사각 프레임으로 이루어지는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 스테이지는,

   모터 또는 실린더로 이루어지는 제1 구동부에 의해 상기 소프트 몰드를 향하여 업/다운되면서 상기 기판이 상기 소프트 몰드와 합착되거나 합착이 해제되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 고정수단은,

   가압로드;

   상기 가압로드가 상기 챔버부 일면을 관통하는 상태로 상/하 이동되도록 구동하는 제2 구동부;

   를 포함하며,

   상기 가압로드는,

   상기 제2 구동부에 의해 상/하로 이동되면서 상기 소프트 몰드의 고정플레이트 테두리 둘레면을 한 군데 이상 분리 가능하게 누를 수 있도록 배치되는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 제2 구동부는,

   모터나 실린더 중에서 어느 하나를 구동원으로 사용하고,

   상기 소프트 몰드와 기판의 합착/분리시에는 상기 가압로드에 의해 상기 소프트 몰드가 상기 홀더부측에 고정 거치 상태가 되고,

   상기 소프트 몰드와 기판의 합착 중에는 상기 가압로드에 의해 상기 소프트 몰드가 상기 홀더부측에 비고정 거치 상태가 되도록 셋팅되는 것을 특징으로 하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는,

   자외선을 조사하면서 상기 기판의 레진층을 경화하는 경화수단을 더 포함하며,

   상기 경화수단은,

   면상 조사체 또는 스캔 조사체 중에서 어느 한 가지 타입으로 이루어지는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는,

   상기 소프트 몰드와 기판의 합착 위치를 보정하기 위한 정렬수단을 더 포함하며,

   상기 정렬수단은,

   기판과 소프트 몰드의 얼라인 마크를 센싱하는 마이크로 카메라로 구성되는 비젼부;

   상기 챔버부 외측에서 상기 스테이지의 위치를 변화시킬 수 있도록 설치된 위치조절부재로 구성되는 조절부;

   상기 비젼부로부터 센싱 신호를 전달받아서 상기 조절부의 구동을 제어하는 제어유니트;

   를 포함하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 위치조절부재는,

   UVW 스테이지 또는 메뉴얼 스테이지 중에서 어느 하나를 사용하고,

   상기 챔버부 외부에서 지지바들로 상기 스테이지와 연결되어 이 스테이지 위치를 1방향 이상으로 이동시키면서 위치를 조절할 수 있도록 셋팅되는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치.

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