KR100894736B1 - Apparatus for imprint lithography of wide size capable of pressurization of roll-type and spread resin continuously - Google Patents

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KR100894736B1
KR100894736B1 KR20070084558A KR20070084558A KR100894736B1 KR 100894736 B1 KR100894736 B1 KR 100894736B1 KR 20070084558 A KR20070084558 A KR 20070084558A KR 20070084558 A KR20070084558 A KR 20070084558A KR 100894736 B1 KR100894736 B1 KR 100894736B1
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이순원
이응숙
정준호
최대근
최준혁
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한국기계연구원
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본 발명은 롤가압 및 연속수지도포가 가능한 대면적 임프린트장치에 관한 것이다. The present invention relates to large area imprint apparatus and a pressure roll continuous coating resin available. 본 발명의 장치는 중심축을 갖으며 롤러지지대에 의해 지지되어 회전운동하는 두 개의 롤러와, 두 개의 롤러를 연결하도록 체결되며, 상기 몰드를 이송하는 벨트와, 롤러지지대와 수평으로 설치되는 선형지지대에 의해 지지되어 선형운동하는 선형구동부와, 하나의 롤러와 근거리 이격되어 수지를 공급하는 노즐, 및 수지의 잔류층을 최소화하는 간격으로 몰드와 일정간격 이격되어 상기 노즐로부터 도포되는 수지량을 조절하는 블레이드를 포함한다. Apparatus of the present invention to the two rollers and, both the rollers are fastened to couple the belt for feeding the mold, the linear support which is installed to the roller support and the horizontal, which is supported by the had roller support it has a central axis rotational motion and a linear drive unit for supporting the linear movement by one of the roller and the distance which minimizes the residual layer of the nozzle, and the resin which is the near spaced supplying a resin to be spaced apart from the mold and the predetermined distance the blade to control the amount of resin to be applied from the nozzle It includes. 따라서, 본 발명은 대면적 기판에 균일한 압력 전달을 용이하게 하고, 고점성 수지의 적용 시에도 패턴전사 및 잔류층 두께의 균일성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다. Thus, the present invention provides an effect capable of ensuring the uniformity of the pattern transfer and the residual layer thickness, even when application of high-viscosity resin easily, and a uniform pressure transfer in the large area substrate.
대면적, 임프린팅, 롤가압, 연속수지도포 Large-area imprinting roll pressure, resin applied continuous

Description

롤가압 및 연속수지도포가 가능한 대면적 임프린트장치{Apparatus for imprint lithography of wide size capable of pressurization of roll-type and spread resin continuously} Roll pressure and continuous resin coating capable of large area imprint apparatus {Apparatus for imprint lithography of wide size capable of pressurization of roll-type and spread resin continuously}

본 발명은 대면적의 나노 임프린트 리소그래피를 수행하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히, 롤가압방식으로 연속 수지도포가 가능하도록 하는 대면적 임프린트장치에 관한 것이다. The present invention relates to large area imprint apparatus to be able to be directed to a device for performing the nano-imprint lithography of large areas, in particular, a continuous resin coating in a roll pressurization method.

일반적으로, 반도체 메모리 소자의 집적도 및 IC 회로 스위칭 속도의 비약적인 향상에 따라 시장은 서브마이크로미터(Sub-μm) 수준을 넘어 이미 100nm 이하의 패터닝이 가능한 나노리소그래피 기술개발에 대한 필요성이 요구되고 있다. In general, depending on the degree of integration and rapid improvement in IC circuit switching speed of the semiconductor memory device of the market there is a need for a need for the development of nano-lithography technique patterning of already less than 100nm over the sub-micrometer (Sub-μm) level.

현재 마이크로미터 패턴 제작에 광범위하게 적용되고 있는 포토리소그래피는 통상적으로 기판 상에 감광성 레지스트를 코팅하고 크롬 마스크를 통한 선택적 광 조사 후 현상과정을 거쳐 원하는 패턴 형상을 얻게 된다. After selective irradiation current photolithography which is widely applied in micrometers, and the pattern produced is typically coated with a photosensitive resist on a substrate through a chrome mask after the developing process is obtained a desired pattern shape. 하지만, 광회절 현상과 포토레지스트의 광감도 선택비의 한계로 인해 100nm 이하의 패턴을 구현하는데 기 술적 어려움이 존재하며, 현상과정에서 제거되는 포토레지스트의 불필요한 소모로 인한 소재비용, 이로 인한 환경문제 등은 포토리소그래피 기술이 안고 있는 문제라고 할 수 있다. However, due to optical diffraction and limitations of light sensitivity selection ratio of the photoresist and is present difficulties technological group to implement a pattern of less than 100nm, the material cost due to unnecessary consumption of the photoresist is removed in the developing process, resulting in environmental problems, etc. can be said that the problems facing the photolithography technology.

이러한 포토리소그래피를 대신할 수 있는 나노리소그래피 대안 기술로 나노임프린트 리소그래피가 주목받고 있다. It has received attention as a nanoimprint lithography nanolithography alternative technique that can take the place of such photolithography. 나노-마이크로 패턴 전사를 위한 기본적인 나노임프린트 리소그래피 공정은 도 1a 내지 도 1d를 참고하여 설명한다. The basic nanoimprint lithography process for a micro-pattern transferred is described with reference to Fig. 1a to 1d - nm.

나노임프린트 리소그래피는 도 1a에 도시된 바와같이 몰드(M)상에 제작된 패턴을 기판(S)에 코팅된 수지(R)위에 가압하여 전사시킨다. Nano imprint lithography is transferred to the pressure on the resin (R) coating a pattern produced on the molds (M) to the substrate (S) as shown in Figure 1a. 이때 기판(S)과 수지(R)의 접착력을 증가시키기 위해 별도의 점착막(A)을 도포하거나 플라스마, 또는 피라나 화학처리하여 기판의 상부 표면을 소수성으로 변화시킨다. At this time, then the substrate (S) and the resin (R) in order to increase the adhesive force applied to separate the adhesive film (A), or plasma, or blood Rana hydrophobic chemical treatment changing the upper surface of the substrate by the. 플라스마, 또는 피라나 표면처리를 통해 기판 상부 표면을 세정하는 효과도 얻을 수 있다. Effect of cleaning the upper surface of the substrate through the plasma, or blood Rana surface treatment can be obtained. 또한, 몰드의 패턴면 표면에서는 점착방지막 처리를 하여 공정 이후 몰드 이형을 용이하게 하고 전사된 패턴의 변형을 방지한다. Further, the pattern surface of the mold surface to the adhesive film processing to facilitate mold release after the process and to prevent a variation of the transferred pattern. 몰드 상에 마스터 패턴은 나노미터 스케일 패터닝이 가능한 전자빔이나 집속이온빔을 이용하여 수행하고, 기판 상에 수지는 드롭 방식 디스펜싱 또는 스핀코팅한다. The master pattern on the mold is carried out using the nanometer scale patternable electron beam or focused ion beam, and the resin on the substrate should drop dispensing or spin coating. 임프린트 공정은 사용하는 수지(R)에 따라 구분되는데 열가소성, 열경화성, 또는 자외선 경화성 수지 등이 적용될 수 있으며 자외선 경화수지를 사용할 수 몰드 (M) 소재는 자외선 투과성이 우수한 콸츠 등이 사용된다. Imprint process is a thermoplastic, thermosetting, or ultraviolet-curing resin or the like can be applied are classified in accordance with the resin (R) used can be used an ultraviolet-curing resin mold (M) is a material excellent in such as ultraviolet transparent kwalcheu is used. 이렇게 하여 기판(S)의 상부에 점착제(A)를 도포하고 그 상부에 수지(R)가 코팅되면 나노 임프린트 리소그래피를 위한 기판의 전처리가 완료된다. To do this by applying a pressure-sensitive adhesive (A) on top of the substrate (S), and when the resin (R) coated on its upper portion a pre-treatment of the substrate to the nanoimprint lithography is completed. 수지(R)가 코팅된 기판의 상부로 패턴이 형성된 몰드(M)를 위치시켜 전사를 시키기 위한 준비를 완료한다. By placing the resin (R) is a mold (M) pattern formed with the upper of the coated substrate to complete the preparation for the transfer.

그리고 도 1b에 도시된 바와 같이 몰드(M)를 수지(S)의 상부로 접착시킨다. And it is adhered to the mold (M) as shown in Fig. 1b to the top of the resin (S). 이때, 수지(S)의 특성과 공정 조건에 따라 외부장치(F)를 통해 자외선 또는 온도를 상승시켜 수지의 경화를 유도한다. At this time, ultraviolet rays or by raising the temperature from an external device (F) according to the characteristics and processing conditions of the resin (S) to induce curing of the resin. 이처럼 몰드(M)가 기판(S)에 접착된 상태에서 UV 또는 열에 노광시켜 수지(R)의 경화가 완료되면 몰드(M)를 제거한다. Thus, when the mold (M) the curing of the resin (R) to complete the exposure in the adhesion to the substrate (S) UV or heat to remove the mold (M).

도 1c에 도시된 바와같이 몰드(M)가 제거되면, 도 1c에 도시된 바와 같이 잔류층을 포함하는 수지(10)가 기판상에 남는데 이는 고점성의 수지를 사용하는 경우에 더욱 두꺼워지는 문제가 있었다. After the mold (M) is removed, as shown in Figure 1c, with a resin (10) would leave on the substrate comprising the remaining layers, as shown in Figure 1c, which is a problem that even thicker in the case of using the peak Castle resin there was. 이러한 잔류층을 포함하는 수지(10)를 플라즈마식각 등을 이용하여 제거하면 도 1d에 도시된 바와같이 요철부에 패턴이 전사된 수지(10)만이 기판(S)상에 생성되어 임프린트리소그래피공정이 완료되어 몰드(M)의 패턴이 기판에 전사된다. These When the resin 10 including the residual layer is removed by using a plasma etch of the resin 10 pattern is transferred to the concave-convex portion as shown in Figure 1d only is produced on a substrate (S) is an imprint lithographic process is completed, the pattern of the mold (M) is transferred to the substrate. 여기서, 고점성의 수지를 사용하면 요철부에 패턴이 전사된 수지(10)의 두께(a)에 비해 잔류층을 포함하는 수지(10)에 잔류층(b)의 두께가 1/3을 넘게 되어, 잔류층 제거 과정에서 패턴크기의 축소를 초래하는 문제가 발생하게 된다. Here, the use of high viscosity resin Castle the thickness of the residual layer (b) in the resin 10 containing the residual layer than the thickness (a) of the resin 10, the pattern is transferred to the concave-convex portion is more than one-third , is a problem that results in a reduced size of the pattern generated in the remaining layer removal process. 또한, 일정한 면적 이상의 기판을 처리하는 디스플레이 공정용 임프린트 수행 시에는 공기포집 현상이 심화되며, 이를 제거하는 과정에서 공정시간이 길어져 생산성 확보에 문제점을 갖는다. Further, when performing the imprint for a display step of treating at least a certain area of ​​the substrate and has an air collecting phenomenon depth, it has a problem in ensuring productivity longer the process time in the process of removing them.

따라서, 이러한 문제점을 해결하고자 대면적의 임프린트 리소그래피를 수행하기 위해 롤러를 이용한 임프린트 리소그래피 공정이 제안되었다. Thus, the imprint lithography process has been proposed to solve this problem by using a roller in order to perform the imprint lithography of large areas. 이는 대한민국 특허 등록 제 10-0602176호에 기재되어 있으며, 이하 도 2를 참고하여 간략히 살펴본다. This watch brief overview with reference to Figure 2 is less, and the substrate in the Republic of Korea Patent No. 10-0602176 call.

도 2a 및 도 2c는 종래의 대면적을 위한 나노 임프린트장치의 다양한 실시예들을 설명한다. Figures 2a and 2c will be described various embodiments of the nano-imprinting apparatus for the conventional large area.

도 2a 내지 도 2c의 임프린트장치들은 자외선 투과성 임프린트 몰드(M)와 임프린트되는 수지(S) 층을 형성하고 있는 기판(S)을 정렬 접촉 시킨 후 롤러(21, 22, 23, 24)를 이용하여 일측선에서 시작하여 다른 측 방향으로 수직방향 가압력을 순차적으로 전달하기 위한 것이며, 이때, 몰드(M)와 기판(S)과의 탈착을 위해 몰드를 흡착하기 위한 흡착판(25)과 흡착판(25)의 지지대(26)를 포함한다. An apparatus of Figures 2a to 2c are using an ultraviolet transparent imprint mold (M) and which align the imprinted substrate (S) forming the resin (S) layer in contact after the rollers (21, 22, 23, 24) starting at one lateral line by being for passing the vertical pressing force in sequence to another laterally, at this time, the attraction plate 25 and the attraction plate 25 for adsorbing the mold for the detachment of the mold (M) and the substrate (S) It comprises a support (26).

여기서 몰드(M)의 저면에 형성되는 패턴은 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어지게 되는데, 기판 위에 실리콘 산화물(SiOx)을 적층하고, 전자빔 리소그라피 공정과 식각 공정을 차례로 진행시켜 패턴구조를 형성하게 된다. The pattern formed on the bottom surface of the mold (M) is there is be made of a silicon oxide (SiOx), depositing a silicon oxide (SiOx) on the substrate, and to push forward the electron beam lithography process and the etching process in order to form a pattern structure.

기판(S)은 기판 상에 수지(R)가 적층되는 구성으로 이루어지게 되는데, 기판(S)은 투명한 합성수지 기판이나 갈륨비소(GaAs) 기판, 석영(quartz)기판, 알루미나(alumina) 기판이 사용될 수 있다. A substrate (S) is a resin (R) that there is be written with configuration are stacked, the substrate (S) is a transparent synthetic resin substrate or a gallium arsenic (GaAs) substrate, a quartz (quartz) substrate, alumina (alumina) substrate is used for the substrate can. 또한, 수지(R)는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetacrylate: PMMA) 등의 열가소성수지(thermoplastic resin)가 일반적이다. Further, the resin (R) is a poly (methyl methacrylate): is the (polymethylmetacrylate PMMA) thermoplastic resin (thermoplastic resin) such as common.

여기서 환형상의 롤러(21, 22, 23, 24)를 이용하여 몰드(M)의 상면을 일정한 방향과 일정한 압력 및 일정한 속도로 가압하게 된다. Here, by using a roller (21, 22, 23, 24) on the annular pressure is the upper surface of the mold (M) with a constant direction and constant pressure and constant speed. 이때, 도 2a 내지 도 2c에서 사용되는 환 형상의 롤러(21, 22, 22, 24)는 금속 또는 플라스틱으로 제작될 수 있는데, 적정한 탄성력을 갖는 합성수지재로 제작하는 것이 보다 바람직하다. At this time, the roller 2a to the ring shape used in FIG. 2c (21, 22, 22, 24) is more preferably made of a synthetic resin material having there, an appropriate elastic force can be made of metal or plastic.

도 2a는 종래의 대면적을 위한 나노 임프린트장치의 일실시예를 설명하기 위한 도면이다. Figure 2a is a diagram illustrating one embodiment of a nano-imprinting apparatus for the conventional large area.

도 2a는 하나의 롤러(21)를 사용해 가압하기 위한 예이며, 수지(R)가 형성되어 있는 기판(S)에 패턴이 형성되어 있는 몰드(M)를 접촉시킬 때에 롤러(21)를 이용하여 일정한 압력과 속도로 압착함으로써, 유동성이 있는 수지(R)에서 발생할 수 있는 기포를 제거함과 동시에 몰드(M)와 기판(S)이 균일하게 접촉되도록 하여 몰드(M)에 형성된 미세 패턴이 수지(R) 전면에 걸쳐 일정하게 전사되도록 한다. Figure 2a using the sample and, when brought into contact and the resin (R) is a mold (M), which is formed with a pattern on a substrate (S) is formed roller 21 for pressing using a single roller 21 by compression bonding at a constant pressure and speed, the fine pattern is a resin of the resin (R) for removing at the same time the mold (M) and the substrate cell (S) that may occur with liquid to ensure the uniform contact is formed in a mold (M) ( R) such that a constant transfer over the entire surface.

전술한 롤러(21)에 의한 가압수단은 첨부된 도 2b 내지 도 2c에서와 같이 다양하게 변형될 수 있다. Pressing means according to the above-described roller 21 can be variously modified, as shown in the appended Fig. 2b through 2c.

도 2b는 종래의 대면적을 위한 나노 임프린트장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. Figure 2b is a view for explaining another embodiment of a nano-imprinting apparatus for the conventional large area.

도 2b를 참고하면, 몰드(M)의 상면 중앙에 2개의 롤러(22, 23)를 배치시켜 양쪽 방향으로 동시에 전개되도록 할 수 있다. Referring to Figure 2b, the upper surface center of the mold (M) to position the two rollers 22 and 23 may be deployed at the same time in both directions. 이는, 대면적의 기판(S)상의 수지(R)와 몰드(M)의 사이에 존재하는 미세기포를 효과적이고 빠르게 제거할 수 있게 된다. This, it is possible to efficiently and quickly remove the minute bubbles existing between the resin (R) and the mold (M) on the substrate (S) having a large area.

도 2c는 종래의 대면적을 위한 나노 임프린트장치의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. Figure 2c is a view for explaining another embodiment of a nano-imprinting apparatus for the conventional large area.

도 2c는 기판(S) 지지대(26)에 의해 지지된 흡착판(25)은 상부로 이송된 몰드(M)의 패턴면이 기판(S)의 수지(R) 면에 대해 경사진 상태로 위치하도록 한다. Figure 2c so as to be positioned in an inclined state with respect to the resin (R) side of the substrate (S), the suction plates 25 has a mold (M) of the substrate (S) pattern surface of the transfer to the upper portion supported by a supporter (26) do. 이때, 기판(S)에 몰드(M)를 접촉시키기 위해 일측 방향(도 2c의 화살표 진행방향)으로부터 롤러(24)를 진행시켜 가압하게 되는데, 이때 복수개의 흡착판(25) 중에서 롤러(24)가 진입되는 압쪽의 흡착판(25) 순으로 차례로 분리되도록 하여 롤러(24)가 진입될 수 있도록 한다. At this time, there is the pressure to proceed with the substrate (S), the mold (M) roller 24 from a side direction (arrow traveling direction of Fig. 2c) to contact the on, wherein a roller 24 of a plurality of suction plates 25 and so as to be separated in order to suction plates 25, the order of entry apjjok that allows the roller 24 to be entered.

이는 몰드(M)를 기판(S)의 전 면적에 동시에 접촉시키지 않고, 기판(S)의 한쪽 끝부분으로부터 서서히 롤러(24)를 이용하여 압력을 가하면서 일 방향으로의 접촉이 차례로 진행되도록 함에 따라 면 접촉에 의한 기포의 발생이 근원적으로 방지된다. This as to proceed the contact in one direction without contacting the mold (M) at the same time the entire area of ​​the substrate (S), by using a roller (24) gradually from one end of the substrate (S) while applying a pressure in order the generation of bubbles due to the contact is prevented by the underlying surface along. 하지만 스탬프 상 특정 면적에서의 몰드 흡착판 사용은 마스터 패턴의 변형과 정렬오차의 확대라는 문제를 발생시킬 수 있다. However, the attraction plate mold used in stamping the specific surface area may generate a problem of deformation and expansion of the alignment error of the master pattern.

대면적 임프린트 공정을 위한 전술한 종래기술에서는, 기판 상에 수지의 도포와 몰드 상 패턴과의 합착 과정을 임프린트 가압 전에 수행하고 있으며, 임프린트 가압 과정에서 패턴전사의 신뢰성 및 균일성, 잔류층 두께 등이 결정되게 된다. In the prior art for large area imprint process, and to perform the cementation process of the coating and the mold the pattern of the resin before the imprint pressure on a substrate, reliability and uniformity of pattern transfer from the imprint pressure process property, and the remaining layer thickness, etc. It is to be determined. 그렇기 때문에 기판크기가 증가하고 고점성 수지의 적용 시에는 패턴전사 및 잔류층 두께의 균일성을 확보하기 어려워지며, 수지 점성에 비례하여 잔류층 두께의 절대값이 증가하게 된다. Therefore becomes difficult to increase the substrate size, and ensure uniformity of, the pattern transfer and the residual layer thickness upon application of a viscous resin, it is in proportion to the resin viscosity increases when the absolute value of the residual layer thickness. 대면적 기판 적용 시 전면에 균일한 압력 전달이 용이하지 않기 때문이며 이를 극복하기 위해 압력을 증가시킬 경우 몰드 및 마스터 패턴의 변형을 초래할 수 있어 압력증가에 한계가 있을 것으로 예상된다. A uniform pressure transfer in the large area substrate during application is not easy because the front case to increase the pressure in order to overcome this problem can result in the deformation of the mold, the master pattern is expected to be a limit to the pressure increase. 따라서 이상적인 대면적 임프린트 공정은, 낮은 임프린트 압력에서 패턴전사의 신뢰성을 확보할 수 있어야 하며, 이때 잔류층의 최소화 및 균일화를 만족할 수 있어야 한다. Therefore, the ideal large-area imprinting process, must be able to ensure the reliability of pattern transfer at a low pressure imprinting, wherein must be satisfied with a minimum and uniform residual layer. 또한, 이러한 기술적 요구사항은 기판 크기의 증가와 고점성 임프린트 수지 적용 시에도 만족할 수 있어야 한다. In addition, the details of these technical requirements must be satisfied even when the applied viscous imprintable resin and an increase in the substrate size. 특히, 최근 임프린트 공정은, 임프린트 후 바로 소자구조체로 활용할 수 있는 기능성 및 전도성 소재 기술개발로 나아가고 있어 이러 한 소재에 대응할 수 있는 공정기술 개발의 필요성이 대두되었다. In particular, the last imprint process, the need to develop process technologies that can respond to these materials has emerged're heading to the functional and technical development of conductive material that can be used directly after the imprinting device structure.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 기판크기가 증가하는 대면적의 기판을 사용하고 고점성 수지의 적용 시에도 패턴전사 및 잔류층 두께의 균일성을 확보하며 기판의 전면에 균일한 압력 전달이 용이하게 하여 패턴전사의 신뢰성을 확보할 수 있는 롤가압 및 연속수지도포가 가능한 대면적 임프린트장치를 제공함에 있다. Accordingly, it is an object of the invention is to secure the uniformity of the even during application of the high and use a substrate having a large area to the substrate size is increased to solve the above-mentioned problems, a viscous resin, pattern transfer and the residual layer thickness and even the entire surface of the substrate a pressure to be delivered can be easily roll-pressed, and a continuous resin coating capable of large area imprint apparatus capable of ensuring the reliability of the pattern transferred to the providing.

또한 본 발명의 목적은 롤러를 이용하여 수지도포를 연속적으로 수행함으로써 임프린트공정에 소요시간과 비용을 절감할 수 있는 대면적 임프린트장치를 제공함에 있다. Further object of the present invention to provide a large area imprint apparatus capable of reducing the amount of time and money in the imprint process to provide, by using a roller to perform the resin coating in a row.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 롤가압 및 연속수지도포가 가능한 대면적 임프린트장치는 몰드를 안착한 대면적의 기판상에 나노 임프린트 리소그래피를 수행하기 위한 임프린트장치에 있어서, 중심축을 갖으며 롤러지지대에 의해 지지되어 회전운동하는 두 개의 롤러와, 두 개의 롤러를 연결하도록 체결되며, 상기 몰드를 이송하는 벨트와, 롤러지지대와 수평으로 설치되는 선형지지대에 의해 지지되어 선형운동하는 선형구동부와, 하나의 롤러와 근거리 이격되어 수지를 공급하는 노즐, 및 수지의 잔류층을 최소화하는 간격으로 몰드와 일정간격 이격되어 상기 노즐로부터 도포되는 수지량을 조절하는 블레이드를 포함하며, 롤러가 회 전함에 따라 상기 몰드가 상기 기판상에 접촉하여 가압상태로 패턴을 형성하되 몰드가 기판에 접 Such possible a roll press and a continuous resin coating according to the present invention for achieving the purpose of the large area imprint apparatus according to the imprint apparatus for carrying out nanoimprint lithography on a substrate having a large area anchakhan the mold, the center was has an axis roller is supported by the support and the two rollers rotating movement, and the two rollers are fastened to couple the linear drive unit for supporting the linear movement by the belt and the linear support which is installed to the roller stand and horizontally transferring the mold, at intervals to minimize the one roller and the residual layer of the nozzle, and the resin which is the near spaced supplying the resin is separated from the mold and the predetermined distance comprises a blade for controlling the amount of resin to be applied from the nozzle, the rollers in accordance with the times warships the mold is in contact with the substrate but forming a pattern in the mold is pressurized in contact with the substrate 촉하기 직전에 상기 노즐에 의해 연속적으로 공급되는 수지의 잔류층을 최소화하도록 도포하는 것을 특징으로 한다. Just before the catalyst is characterized in that the coating so as to minimize the residual layer of the resin which is continuously fed by the nozzle.

또한, 벨트는 수지의 가압을 위해 100마이크로미터 내지 500마이크로미터의 두께를 가지는 알루미늄의 금속소재인 것을 특징으로 한다. In addition, the belt may be a metal of an aluminum material having a thickness of 100 micrometers to 500 micrometers for a pressure of the resin.

또한, 선형구동부의 선형운동은 상하이동 및 좌우이동을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 한다. In addition, the linear motion of the linear drive unit is characterized in that it selectively performs a vertical movement and lateral movement.

또한, 선형구동부의 선형운동에 따라 상기 노즐과 블레이드가 일체로 이송되는 것을 특징으로 한다. Further, according to the linear motion of the linear drive unit it is characterized in that the nozzle and the blade being transported in one piece.

또한, 블레이드 끝단의 곡률은 상기 몰드의 패턴폭에 좌우되며 패턴폭의 2배를 넘지 않는 것을 특징으로 한다. In addition, the curvature of the blade tip is dependent on the pattern width of the mold is characterized in that not more than twice the width of the pattern.

또한, 블레이드의 끝단은 r=0.1mm의 곡률로 라운딩된 것을 특징으로 한다. In addition, the end of the blade is characterized by a rounded curvature of r = 0.1mm.

또한, 블레이드는 테프론 등의 화학적으로 안정하고 수지의 습윤성이 낮은 소재를 사용하는 것을 특징으로 한다. In addition, the blades are characterized by the use of chemical stability, low wettability of the resin material such as Teflon.

또한, 기판, 수지, 몰드 및 벨트간의 접합력은 수지-기판간 접합력 〉 수지-몰드간 접합력 〉벨트-몰드간 접합력 〉몰드-기판간 접합력의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 한다. In addition, the bonding strength between the substrate, the resin, the mold and the belt has a resin-satisfy the following relational expression of adhesion between the substrate-to-substrate bonding strength> The resin-bonding force between the molded> belt-coupling force between the mold> mold.

또한, 벨트는 100마이크로미터 내지 500마이크로미터의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다. In addition, the belt is characterized in that it has a thickness of 100 micrometers to 500 micrometers.

또한, 노즐과 블레이드는 기판쪽의 롤러 측면에 위치하며 상기 몰드면에 접 촉할 수 있도록 수지도포가능 간격만큼 이격되는 것을 특징으로 한다. Further, the nozzle and the blade is characterized in that the rollers located on the side of the substrate-side and spaced apart by a distance resin can be applied to chokhal contact with the mold surface.

따라서, 본 발명의 장치는 대면적 기판의 임프린트 리소그래피과정에서 대면적 기판에 균일한 압력 전달을 용이하게 하여 패턴전사의 신뢰성을 확보할 수 있으며, 고점성 수지의 적용 시에도 패턴전사 및 잔류층 두께의 균일성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다. Thus, the apparatus of the present invention for in the imprint lithography process of the area of ​​the substrate a pressure transfer uniformity on a large area substrate can be easily to ensure the reliability of pattern transfer, and high-viscosity resin in the pattern transfer and the residual layer thickness upon the application of of providing effective to ensure uniformity.

또한 본 발명의 장치는 임프린트 리소그래피공정중에 기판상에 미리 수지를 도포해야하는 전처리과정을 별도로 거치지 않고 롤러를 이용하여 연속적인 수지도포의 수행이 가능하므로 임프린트 공정의 소요시간과 비용을 단축할 수 있는 효과를 제공한다. Further effects that can reduce the time and cost of the imprint process apparatus of the present invention using a roller, without going through the pre-treatment must apply a pre-resin on the substrate during an imprint lithography process separately because it can be performed in a continuous resin coating It provides.

이하, 첨부한 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다. In the following, preferred embodiments of the invention with accompanying reference to FIGS. 3 and 4 it will be described in detail.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 나노 임프린트장치의 준비공정을 설명하는 도면이다. Figures 3a to 3c are diagrams for explaining the preparation process of the nano-imprinting apparatus according to the present invention;

도 3a 내지 도 3b는 몰드를 임프린트장치의 벨트위에 마련하여 임프린트공정을 수행하기 전까지의 몰드준비과정을 설명하기 위한 것이다. Figures 3a-3b is to illustrate the preparation of the mold prior to carrying out the imprint process by providing a mold on the belt of the imprint apparatus.

도 3a를 참고하면, 본 발명에 따른 대면적의 롤가압 및 연속수지도포가 가능 한 임프린트장치(100)를 나타내며, 몰드(M)를 상부로 배열한 기판(S)을 구비하는 기판지지대(31)를 마련한다. Referring to FIG. 3a, shows the imprint apparatus 100 by the roll press and a continuous resin coating can be of a large area according to the present invention, the substrate support comprising a molded substrate (S) arranged to (M) into an upper (31 ) to provide a. 임프린트장치(100)는 벨트(36)를 회전운동하여 몰드를 벨트위에 위치시키기 위한 두 개의 롤러(32, 33)와, 롤러의 회전을 위한 중심축(40)과 두 개의 롤러(32, 33)를 지지하기 위한 롤러지지대(39)와 임프린트장치(100)의 전후진의 선형이동을 위한 선형구동부(37)와 선형구동부(37)를 지지하는 선형지지대(38)와 수지를 도포하기 위한 노즐(34), 및 수지를 연속도포하되 잔류층을 최소화하도록 수지의 도포량을 조절하도록 일정간격 이격된 블레이드(35)를 포함한다. An apparatus (100) has two rollers (32, 33) and a central axis 40 and the two rollers (32, 33) for rotation of the roller for the movement to rotate the belt 36 to place the mold on the belt a nozzle (34 for applying supporting the roller support 39 and the linear support (38) for supporting the linear drive unit 37 and the linear drive unit (37) for the front and rear spirit linear movement of the imprint apparatus 100 and the resin for the ), and continuously applying a resin comprising: a predetermined distance spaced apart from the blade 35 to control the application amount of the resin so as to minimize the residual layer. 블레이드(35)는 테프론 등과 같이 수지와의 반응성이 낮고 표면에너지가 낮아 수지의 습윤성이 낮은 소재로 제작되어야한다. Blade 35 is to be manufactured with the low wettability of low surface energy resin is less reactive with the resin material, such as Teflon. 또한, 블레이드(35) 끝단은 수지의 패턴 내 충진을 원활하게 수행할 수 있는 범위 내에서 몰드 패턴면에 변형을 주지 않도록 다소의 곡률(r= 0.1mm)을 형성하도록 하는 것이 바람직하다. Also, it is preferable that the blade (35) ends is to form a slight curvature (r = 0.1mm) of the mold so as not to strain the pattern surface in a range that can be performed smoothly in the filling pattern of the resin.

두 개의 롤러(32, 33)간 중심축(40)은 롤러(32, 33) 중심축(40)을 기준으로 수직방향으로 이격을 두어 이동가능하도록 한다. The central axis (40) between two rollers (32, 33) is to be placed to move apart in the vertical direction relative to the rollers (32, 33) the central axis (40). 이때 노즐(34)과 블레이드(35)도 일체로 함께 이송된다. The nozzle 34 and the blade 35 are also transferred together integrally. 이러한 이동은 유압 또는 공압을 이용하며 상하 수직방향의 이동과 함께 하단부에 위치될 기판(S)과 몰드(M)간의 접촉 및 수지의 가압이 가능하도록 한다. This movement is used for hydraulic or pneumatic, and to enable the pressure of contact between the resin and the substrate (S) is positioned at the lower end with the movement of the up and down vertically and the mold (M). 여기서 선형구동부(37)는 하부의 가이드레일(미도시)을 이용하여 전후진의 선형이동이 가능하도록 하며 이때 마찬가지로 노즐(34)과 블레이드(35)도 함께 이송된다. Wherein the linear drive unit (37) by using a guide rail (not shown) of the lower part and to enable the front and rear linear movement of gin case is fed similarly with Fig nozzle 34 and blade 35. 또한, 블레이드(35) 끝단에 곡률은 몰드(M)의 패턴폭에 좌우되며 패턴폭의 2배를 넘지 않는 것이 바람직하다. Furthermore, the curvature on the blade 35 end is dependent on the pattern width of the mold (M) is preferably not more than twice the width of the pattern. 이러한 패턴은 디스플레이용 콸츠 마스크를 에칭하고 소프트 몰드를 복제하거나 필름 마스크를 복제하는 방법으로 몰드 에 제작한다. This pattern is produced in a mold by the method of etching and replicate or duplicate the film mask, the soft mold kwalcheu a mask for display. 또한, 벨트(36)는 수지(R)의 가압을 위해 100마이크로미터 내지 500마이크로미터의 두께를 가지는 알루미늄의 금속소재를 사용한다. Further, the belt 36 using a metal material of aluminum having a thickness of 100 micrometers to 500 micrometers for a pressure of the resin (R).

도 3a에서, 이러한 몰드는 기판(S)에 원하는 위치에 패턴이 기판을 향하도록 접촉시키고 임프린트장치를 기판지지대(31)쪽으로 이송한다. In Figure 3a, this mold is in contact and transfer the imprint unit to the substrate support 31 to the pattern face the substrate in a desired position on the substrate (S). 이는 선형구동부(37)에 의해 임프린트장치(100)가 기판지지대(31)를 향해 전진함으로써 가능하고 이후 롤러 중심축(40)을 하단으로 이동시켜 벨트(36)면과 몰드(M)를 접촉한다. It was possible to move the subsequent roller center axis (40) to the bottom, by advancing the imprint apparatus 100 by the linear drive unit (37) towards the substrate support (31) contacts the belt 36 surface and the mold (M) .

이는 도 3b에 도시된 바와 같다. This is as shown in Figure 3b. 도 3b에 도시된 바와 같이 롤러하단에 벨트(36)와 몰드가 형성된 기판(S)과의 접촉이 완료된다. The contact between the belt 36 and the substrate (S), the mold is formed on the lower roller is completed, as shown in Figure 3b. 여기서 벨트(36)와 몰드(M)사이의 접합면에서의 접합력이 몰드(M)와 기판(S)사이의 접합면의 접합력보다 상대적으로 크도록 하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the bonding strength at the bonding surface between the belt 36 and the mold (M) is relatively greater than the bonding strength of the contact surface between the mold (M) and the substrate (S).

이후 도 3c에 도시된 바와같이 임프린트장치(100)를 화살표방향으로 선형이동시키면, 몰드(M)가 기판(S)과의 접착력보다 벨트(36)와의 접합력이 크므로, 몰드(M)가 기판(S)을 이탈하여 벨트(36)에 부착되어 벨트(36)의 회전이동에 따라 벨트의 상부에 위치하게 된다. After the imprint apparatus 100 as shown in Figure 3c to the bonding force is greater with the belt 36 than the adhesive force and when the linear movement in the direction of the arrow, the mold (M) with a substrate (S), the mold (M) substrate It is attached to the belt 36 by releasing the (S) is located above the belt in accordance with the rotational movement of the belt 36.

앞서 살펴본바와 같이 이러한 임프린트장치(100)는 롤러(32, 33)를 이용한 회전운동과 선형구동부(37)를 이용한 좌우방향 또는 상하방향으로의 선형운동이 가능하다. The imprint apparatus 100, as previously discussed is capable of linear movement in the horizontal direction or the vertical direction using a rotational movement and a linear driving unit 37 using rollers 32,33.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 나노 임프린트장치의 리소그래피공정을 설명하기 위한 도면이다. Figure 4a to Figure 4e is a view illustrating a lithography process of a nano-imprinting apparatus according to the present invention;

도 4a 내지 도 4e는 앞서 도 3a 내지 도 3c의 몰드준비과정이 완료되어 몰드 가 벨트(36)의 상부에 마련된 상태에서 수지를 연속도포하면서 기판상에 패턴을 형성하는 임프린트장치의 리소그래피공정을 설명하기 위한 것이다. And Figure 4a to Figure 4e is a prior mold preparation process in Fig. 3a to 3c complete continuous application of the resin while the mold is provided at the upper portion of the belt (36) describes a lithographic process of the imprint apparatus for forming a pattern on a substrate intended to.

도 4a를 참고하면, 기판지지대(31)는 상부에 기판(S)을 배치하고 고정된 상태이며 임프린트장치(100)가 기판(S)쪽으로 이동한다. Referring to Figure 4a, a substrate support 31 is disposed a substrate (S) on an upper and a fixed state is moved towards the imprint apparatus 100 is a substrate (S). 이때, 롤러(32)를 회전이동시키면서 몰드(M)를 기판지지대(31) 방향으로 선형이동시킨다. At this point, by rotating to move the roller 32 causes linear movement of the mold (M) to the substrate support (31) direction.

도 4b를 참고하면, 몰드(M)가 노즐(34)과 블레이드지점을 지나면서 노즐(34)을 통해 수지가 연속도포되면 공급된 수지드롭은 블레이드(35)와 몰드(M)패턴면 사이로 낙하하게 된다. Referring to Figure 4b, the mold (M) the nozzle 34 and when the resin is continuously applied through the nozzle 34 over the blade point of the supplied resin drop will fall between the blade 35 and the mold (M) pattern It is.

이는 도 4b의 부분확대도를 보면 상세히 알 수 있다. This can be seen looking at the details of a partial enlarged view of Figure 4b. 여기서 수지(R)는 몰드(M)의 패턴면에 블레이드(35)의 영향으로 도포량을 조절하여 고르게 도포된다. Wherein resin (R) is applied evenly to control the application amount to the influence of the blade 35 to the pattern surface of the mold (M). 여기서 블레이드(35)는 수지(R)를 연속도포하되 잔류층을 최소화하도록 수지의 도포량을 조절하여 몰드(M)의 패턴면과 일정간격 이격되어 패턴면을 제외한 나머지 몰드에 도포된 수지를 닦아내게 된다. The blade 35, but the continuous application of the resin (R) to control the resin amount of the to minimize the residual layer is spaced apart pattern surface and the predetermined distance of the mold (M) me wipe the resin applied to the rest of the mold other than the pattern surface do. 따라서, 블레이드(35)와 몰드(M)의 패턴면간의 이격거리를 조절함으로써 연속도포되는 수지의 잔류층을 최소화하거나 잔류층 없이 수지(R)를 연속도포하는 것도 가능하다. Therefore, it is possible to minimize the residual layer of the resin to be continuously applied by adjusting the distance between the pattern surface of the blade 35 and the mold (M) or continuous application of the resin (R) with no residual layer. 또한, 수지가 고점성인경우에도 블레이드(35)에 의해 수지의 도포량을 결정할수 있으므로 잔류층을 최소화할 수 있다. Further, since the resin is able to determine the amount of the resin by the blade 35, even if the peak adult can minimize the residual layer. 여기서, 블레이드는 테프론 등의 화학적으로 안정하고 수지의 습윤성이 낮은 소재를 사용하는 것이 바람직하다. Here, the blade is preferably used in the chemical stability and low wettability of the resin material such as Teflon.

도 4c를 참고하면, 롤러(32, 33)의 회전운동으로 몰드(M)의 패턴면의 일측이 기판(S)의 상부와 접촉하기 시작하면, 롤러(32, 33)의 중심축(40)이 아래로 하강하여 이격거리를 없애고 몰드(M)와 기판(S)이 접촉하기 시작한다. Referring to FIG. 4c, the central axis 40 of the rollers 32, 33 when the one side of the pattern surface of the mold (M) into rotational motion gets in contact with the upper portion of the substrate (S), the rollers (32, 33) of the eliminating the distance to fall to the bottom mold (M) and the substrate (S) starts to make contact. 임프린트장 치(100)는 이러한 상태로 연속적인 수지(R)의 도포와 함께 계속적으로 회전운동과 좌우로의 선형운동을 진행한다. Imprinting device 100 proceeds to the linear motion of a continuously rotating motion and the left and right with application of the continuous resin (R) in this state. 그렇게 하여 연속적으로 수지(R)가 도포된 몰드(M)와 기판(S)의 접촉이 완료된다. That is completed by the contact of the continuous resin (R) is applied to the mold (M) and the substrate (S).

이때 도 4d에 도시된 바와 같이 수지의 도포가 완료되며, 여기서, 임프린트장치의 회전운동과 선형운동시에 몰드(M)와 기판(S)간의 접촉이 점진적으로 진행될때 수지(R)로 도포된 몰드(M)패턴면이 기판(S)과 접촉상태를 계속 유지해야한다. The Figure 4d the application of the resin is finished as shown in, wherein the coating of a resin (R) when the contact is gradually proceed in between the imprint apparatus turning the mold (M) during the linear movement and the substrate (S) of the mold (M) and the pattern surface is to keep a substrate (S) in contact with. 이를 위해 수지(R)와 기판(S)사이의 접합력, 수지(R)와 몰드(M)사이의 접합력이 벨트와 몰드(M)간의 접합력보다 우수하도록 하는 것이 바람직하다. To this end, it is preferable that the bonding strength between the resin (R) and the substrate (S) of the bonding force between the resin (R) and the mold (M) to be superior to the adhesive force between the belt and the mold (M). 즉, 수지(R)와 기판(S)사이의 접합력이 수지(R)와 몰드(M)사이의 접합력보다 상대적으로 큰 것이 바람직하며 수지(R)와 몰드(M)사이의 접합력은 벨트(36)와 몰드(M)간의 접합력보다 상대적으로 큰 것이 바람직하다. That is, the bonding force between the resin (R) and the substrate (S) bonding force between the resin (R) and the mold (M) is relatively large is preferable in a more adhesive force between and the resin (R) and the mold (M) between the belt (36 ) and it is preferably relatively larger than the bonding force between the mold (M). 또한, 앞서 도 3b에 언급된 바와 같이 벨트(36)와 몰드(M)간의 접합력은 몰드(M)와 기판(S)간 접합력보다 상대적으로 크다. In addition, the bonding force between the belt 36 and the mold (M), as mentioned above in Fig. 3b is relatively larger than the bonding force between the mold (M) and the substrate (S).

이렇게 하여 연속적으로 도포된 수지(R)가 도포된 몰드(M)와 기판(S)의 접촉이 완료되면, 중심축(40)을 이용해 상부로 임프린트장치(100)를 이격시켜 벨트(36)와 몰드(M)를 분리시킨다. In this manner when subsequently coated with resin (R) is the complete contact of the mold (M) and the substrate (S) is applied, with the central axis (40) by spacing the imprint apparatus 100 to the top belt 36 and the separate the mold (M).

이는 도 4e에 도시된 바와 같이 화살표방향으로 선형이동하여 원래의 위치로 복귀한다. This is as shown in Figure 4e linear movement in the direction of the arrow and returns to its original position. 그리고 수지(R)가 패턴면에 도포된 몰드(M)의 상부에 자외선을 노광하여 수지를 경화시킨다. And the resin (R) is exposed to UV light on top of the mold (M) applied to the patterned surface to cure the resin. 수지의 경화가 완료되면 별도의 몰드 이형장치(미도시)를 이용하여 몰드를 이형하여 패턴을 기판(S)상에 형성할 수 있다. After curing of the resin is completed, to the mold by using a separate mold release device (not shown), the release pattern can be formed on a substrate (S).

도 1a 내지 도 1d는 일반적인 나노임프린트 리소그래피 공정을 설명하기 위한 도면, Figure 1a to 1d is a diagram for explaining the general nano imprint lithography process,

도 2a는 종래의 대면적을 위한 나노 임프린트장치의 일실시예를 설명하기 위한 도면, Figure 2a is a view for explaining an embodiment of a nano-imprinting apparatus for the conventional large-area,

도 2b는 종래의 대면적을 위한 나노 임프린트장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면, Figure 2b is a view for explaining another embodiment of a nano-imprinting apparatus for the conventional large-area,

도 2c는 종래의 대면적을 위한 나노 임프린트장치의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면, Figure 2c is a view for explaining another embodiment of a nano-imprinting apparatus for the conventional large-area,

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 나노 임프린트장치의 몰드준비과정을 설명하는 도면, Figures 3a to 3c are diagrams for explaining a mold preparation process of the nano-imprinting apparatus according to the present invention,

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 나노 임프린트장치의 리소그래피공정을 설명하기 위한 도면. Figure 4a to Figure 4e is a view for explaining a nano-imprint lithography process of the apparatus according to the present invention;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Description of the Related Art

31 : 기판지지대 32, 33 : 롤러 31: substrate support 32, 33: roller

34: 노즐 35 : 블레이드 34: nozzle 35: blade

36 : 벨트 37 : 선형구동부 36: Belt 37: Linear drive

38 : 선형지지대 39: 롤러지지대 38: a linear support 39: support roller

40 : 중심축 40: center axis

Claims (10)

  1. 몰드를 안착한 대면적의 기판상에 나노 임프린트 리소그래피를 수행하기 위한 임프린트장치에 있어서, In the imprint apparatus for carrying out nanoimprint lithography a mold on a substrate having a large area anchakhan,
    중심축을 갖으며 롤러지지대에 의해 지지되어 회전운동하는 두 개의 롤러; The center has been was supported by a roller support axis, the two roller for rotational movement;
    상기 두 개의 롤러를 연결하도록 체결되며, 상기 몰드를 이송하는 벨트; And fastening to connect said two rollers, the belt for transporting the mold;
    상기 롤러지지대와 수평으로 설치되는 선형지지대에 의해 지지되어 선형운동하는 선형구동부; A linear driver for linear movement is supported by the linear support which is installed in the roller support and the horizontal;
    상기 하나의 롤러와 근거리 이격되어 수지를 공급하는 노즐; The single rollers are spaced apart from and near the nozzles for supplying the resin; And
    상기 수지의 잔류층을 최소화하는 간격으로 몰드와 일정간격 이격되어 상기 노즐로부터 도포되는 수지량을 조절하는 블레이드를 포함하며, Are spaced apart from the mold and the predetermined distance interval to minimize the residual layer of the resin comprises a blade for controlling the amount of resin to be applied from the nozzle,
    상기 롤러가 회전함에 따라 상기 몰드가 상기 기판상에 접촉하여 가압상태로 패턴을 형성하되 몰드가 기판에 접촉하기 직전에 상기 노즐에 의해 연속적으로 공급되는 수지의 잔류층을 최소화하도록 도포하는 것을 특징으로 하며, Characterized in that it is applied so as to minimize the residual layer of the resin in which the mold is continuously supplied immediately before the mold is in contact with the substrate by means of the nozzles, but in contact with the substrate to form a pattern in the pressed state as the roller rotates and
    상기 선형구동부의 선형운동은 상하이동 및 좌우이동을 선택적으로 수행하고, Linear movement of the linear drive unit is selectively performed in the vertical position and horizontal position,
    상기 선형구동부의 선형운동에 따라 상기 노즐과 블레이드가 일체로 이송되는 것을 특징으로 하는 롤가압 및 연속수지도포가 가능한 대면적 임프린트장치. Large area imprint apparatus and a pressure roll continuous coating resin, characterized in that the nozzle and the blades are transported to any possible in accordance with the linear motion of the linear drive.
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  8. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 기판, 수지, 몰드 및 벨트간의 접합력은 Bonding strength between the substrate and the resin, the mold and belt
    수지-기판간 접합력 〉수지-몰드간 접합력 〉 벨트-몰드간 접합력 〉몰드-기판간 접합력의 관계식을 만족하도록 접합력을 조절하는 것을 특징으로 하는 롤가압 및 연속수지도포가 가능한 대면적 임프린트장치. Resin-substrate bonding strength> The resin-bonding force between the molded> belt-coupling force between the mold> mold-roll press, and the possible continuous resin coating, characterized in that to control the bonding strength so as to satisfy the relationship between the substrate bonding strength large area imprint apparatus.
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