KR100988647B1 - Fine pattern impring method using successive press - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 미세 패턴 형성 임프린팅 방법은 대면적 미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있도록 기판 상에 레진을 토출하는 레진 토출 단계와, 상기 기판 상에 미세 패턴이 형성된 스탬프를 위치시키는 스탬프 설치 단계와, 가압장치를 이용하여 상기 스탬프의 미세 패턴에 레진을 충진하는 스탬프 가압 단계, 및 상기 레진을 경화시키는 레진 경화 단계를 포함하며, 상기 가압장치는 복수개의 가압유닛들을 포함하고, 상기 스탬프 가압 단계는 상기 스탬프의 중앙에 배치된 가압유닛부터 외측에 배치된 가압유닛까지 순차적으로 상기 스탬프를 가압한다.The fine pattern forming imprinting method according to the present invention includes a resin ejecting step of ejecting a resin on a substrate so as to easily form a large area fine pattern, and a stamp installation step of placing a stamp having a fine pattern formed on the substrate; And a stamp pressurizing step of filling a resin into the fine pattern of the stamp using a pressurizing device, and a resin curing step of curing the resin, wherein the pressurizing device includes a plurality of pressurizing units, and the stamp pressurizing step includes: Pressing the stamp sequentially from the pressure unit disposed in the center of the stamp to the pressure unit disposed outside.
미세 패턴, 가압력, 스탬프, 가압유닛 Fine pattern, pressing force, stamp, pressurizing unit
Description
본 발명은 대면적 미세 패턴의 임프린팅 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 순차적으로 스탬프를 가압하는 대면적 미세 패턴의 임프린팅 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an imprinting method of a large area fine pattern, and more particularly, to an imprinting method of a large area fine pattern which presses a stamp sequentially.
나노기술(NT; Nano Technology)은 정보기술(IT; Information Technology) 및 생명공학기술(BT; Bio Technology)와 더불어 21세기 산업 발전을 주도할 새로운 패러다임의 기술로서 주목 받고 있다.Nano Technology (NT), along with Information Technology (IT) and Biotechnology (BT), is attracting attention as a new paradigm that will lead industrial development in the 21st century.
또한, 나노기술은 물리학, 화학, 생물학, 전자공학, 및 재료공학 등 여러 과학기술 분야가 융합되어, 기존 기술의 한계를 극복하고, 다양한 산업 분야에 기술혁신을 줌으로써, 인류의 삶의 질을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대되고 있다.In addition, nanotechnology is a convergence of various scientific and technological fields such as physics, chemistry, biology, electronics, and materials engineering, overcoming the limitations of existing technologies, and innovating technology in various industries to dramatically improve the quality of human life. It is expected to improve.
나노기술은 접근 방법에 따라 크게 위로부터 아래로의 접근 방식(Top-down) 방식과 아래로부터 위로의 접근 방식(Bottom-up)으로 나누어질 수 있다. 위로부터 아래로의 접근 방식은 지난 수십년 동안 발전되어온 반도체 집적 소자의 역사에서 볼 수 있듯이 기존의 미세구조 제작 기술은 나노미터 스케일까지 더욱 발전시켜 정 보 저장 용량 및 정보 처리 속도의 증대를 지속하고자 하는 기술이다. 이에 반해, 아래로부터 위로의 접근 방식은 물질을 원자 혹은 분자 단위 수준에서 제어하거나 자발적인 나노 구조 형성 현상을 이용하여 기존의 기술로는 불가능한 새로운 물리적, 화학적 성질을 유도하고 이를 이용하여 새로운 소재 및 소자를 제작하도록 하는 기술이다.Nanotechnology can be divided into a top-down approach and a bottom-up approach depending on the approach. The approach from top to bottom, as can be seen in the history of semiconductor integrated devices that have evolved over the last few decades, has enabled existing microstructure fabrication technologies to further advance to the nanometer scale to continue increasing information storage capacity and information processing speed. It is a technique to do. In contrast, the approach from bottom to top controls materials at the atomic or molecular level, or uses spontaneous nanostructure formation to induce new physical and chemical properties that would not be possible with existing technologies, and use them to create new materials and devices. It is a technique to make.
위로부터 아래로의 접근 방식의 대표적인 예로는 기존의 반도체 소자 제조 공정에 사용되고 있는 광학 리소그래피(Optical Lithography) 기술을 들 수 있다. 정보 기술 혁명으로 일컬어지는 20세기의 기술 발전은 반도체 소자의 소형화 및 집적화에 크게 의존해 왔으며 이러한 반도체 소자 제조 공정의 핵심 기술이 바로 광학 리소그래피 기술이다. 그러나 광학 리소그래피 기술은 레이저의 선폭의 한계로 100nm 이하의 피치 제작이 어렵다는 단점이 있어서 최근 나노 임프린트 기술을 이용한 공정 개발이 많이 시도되고 있다.A representative example of the approach from top to bottom is the optical lithography technique used in existing semiconductor device manufacturing processes. Technological advances of the 20th century, called the information technology revolution, have relied heavily on miniaturization and integration of semiconductor devices, and the key technology of the semiconductor device manufacturing process is optical lithography. However, optical lithography has a disadvantage in that it is difficult to fabricate a pitch of 100 nm or less due to the limitation of the line width of the laser, and thus, there have been many attempts to develop a process using nanoimprint technology.
나노 임프린트 기술은 1990년 중반 미국 프린스턴 대학교의 스테판 츄 교수에 의해 도입된 나노 소자 제작 방법으로서 전자 빔 리소그래피의 낮은 생산성과 고가의 광학 리소그래피 장비의 단점을 보완할 수 있는 기술로 주목받고 있다.Nanoimprint technology is a nano device fabrication method introduced by Professor Stephen Chu of Princeton University in the mid-1990s, and is attracting attention as a technology that can compensate for the low productivity of electron beam lithography and the expensive optical lithography equipment.
나노 임프린트 기술은 전자 빔 리소그래피나 다른 방법을 이용하여 나노 스케일의 패턴을 갖는 스탬프를 제작하고 스탬프를 고분자 박막에 각인하여 나노 구조물을 전사하고 이를 반복 사용함으로써 전자 빔 리소그래피의 낮은 생산성 문제를 해결한다.Nanoimprint technology solves the low productivity problem of electron beam lithography by fabricating a stamp with a nanoscale pattern using electron beam lithography or other methods, imprinting the stamp on a polymer thin film to transfer the nanostructures and using them repeatedly.
특히 대면적 임프린트 기술은 기존의 나노 임프린트 기술을 응용하여 대면적 고속 공정이 요구되는 디스플레이, 광학 필름 등의 나도 또는 마이크로 크기의 패턴을 복제 또는 전사하는 기술로서 생산성이 매우 높다.In particular, the large-area imprint technology is a technology that duplicates or transfers nano- or micro-sized patterns of displays and optical films requiring large-area high-speed processes by applying existing nanoimprint technology, and has high productivity.
응용 소자 제품에서 요구하는 패턴의 크기는 마이크로 미터 수준이지만, 기존의 나노 임프린트 기술과 비교하여 레진층의 형성, 박막 균일화, 임프린트 압력 상승, 압력분포 균일화, 이형 등으에서 기술적 어려움이 존재한다.The size of the pattern required for the application device is micrometer level, but there are technical difficulties in forming the resin layer, uniform film, increasing imprint pressure, uniform pressure distribution, and release compared to the conventional nano imprint technology.
이러한 압력분포의 문제를 해결하기 위해서 종래에는 유압 또는 공압을 이용하여 기압차를 발생시키고 이러한 압력의 차이로 스탬프를 가압하는 방식이 제안되었다. 그러나, 기압 차이를 이용한 것은 압력을 균일하게 적용하는 것이 가능하지만, 기판과 스탬프를 합착하는 과정에서 포집된 공기를 외부로 제거하지 못하는 문제가 있다.In order to solve this problem of pressure distribution, a method of generating a pressure difference by using hydraulic pressure or pneumatic pressure and pressurizing a stamp due to such a pressure difference has been proposed. However, it is possible to apply pressure uniformly, but there is a problem in that trapped air cannot be removed to the outside in the process of bonding the substrate and the stamp.
이러한 문제를 해결하기 위하여 스탬프를 진공 상태에서 부착할 수 있지만 진공환경을 조성하는 것이 어렵고 기판을 진공 챔버에 삽입하고 인출하는 과정에서 불량이 발생할 위험이 있으며, 생산속도가 저하되는 문제가 있다.In order to solve this problem, the stamp may be attached in a vacuum state, but it is difficult to create a vacuum environment, there is a risk of defects in the process of inserting and withdrawing the substrate into the vacuum chamber, and there is a problem in that the production speed is lowered.
한편, 공기가 포집되는 것을 방지하기 위하여 롤러를 이용하여 스탬프를 가압하는 방법이 제안되었으나, 롤러를 이용하여 가압하는 경우, 롤러가 지나간 후에는 가압력을 유지할 수가 없어서, 롤러가 지나간 지점에서 스탬프가 들뜨게 되는 문제가 발생한다.On the other hand, in order to prevent air from being collected, a method of pressurizing a stamp using a roller has been proposed. However, in the case of pressurizing using a roller, the pressing force cannot be maintained after the roller passes, so that the stamp is lifted at the point where the roller passes. Problem occurs.
또한, 대면적 임프린트 기술에서 기계적 프레스 방식으로 스탬프를 가압하는 경우, 중앙에 과도한 압력이 집중되어 중앙은 압력의 기울기가 거의 없는 반면 외측으로 갈수록 압력의 기울기가 급격하게 증가한다. 이와 같이 압력의 기울기가 균일하지 아니하면 먼 거리까지 레진을 유도하기가 어려워 스탬프에 레진이 제대로 채워지지 못하며, 중앙의 스탬프는 변형되는 문제가 발생한다.In addition, when the stamp is pressed by a mechanical press method in a large area imprint technique, excessive pressure is concentrated in the center so that there is little gradient of pressure in the center, while the pressure gradient rapidly increases toward the outside. As such, if the pressure is not uniform, it is difficult to induce the resin to a long distance, so that the resin is not properly filled in the stamp, and the center stamp is deformed.
본 발명은 대면적으로 미세 패턴을 임프린팅 함에 있어서 공기의 포집을 방지하고, 레진층을 균일하게 형성할 수 있는 미세 패턴 임프린팅 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a fine pattern imprinting method capable of preventing air collection and uniformly forming a resin layer in imprinting a fine pattern in a large area.
본 발명의 실시예에 따른 미세 패턴 형성 임프린팅 방법은 기판 상에 레진을 토출하는 레진 토출 단계와, 상기 기판 상에 미세 패턴이 형성된 스탬프를 위치시키는 스탬프 설치 단계와, 가압장치를 이용하여 상기 스탬프의 미세 패턴에 레진을 충진하는 스탬프 가압 단계, 및 상기 레진을 경화시키는 레진 경화 단계를 포함하며, 상기 가압장치는 복수개의 가압유닛들을 포함하고, 상기 스탬프 가압 단계는 상기 스탬프의 중앙에 배치된 가압유닛부터 외측에 배치된 가압유닛까지 순차적으로 상기 스탬프를 가압한다.The fine pattern forming imprinting method according to an embodiment of the present invention includes a resin discharge step of discharging a resin on a substrate, a stamp installation step of placing a stamp having a fine pattern formed on the substrate, and a stamp using the pressing device. A stamp pressing step of filling the resin into the fine pattern of, and a resin curing step of curing the resin, the pressing device comprises a plurality of pressing units, the stamp pressing step is a pressing unit disposed in the center of the stamp Pressing the stamp sequentially from the pressure unit disposed on the outside.
상기 스탬프 가압 단계에서, 상기 레진은 상기 기판의 중심에서 외측으로 유동하고, 레진의 유동 과정에서 스탬프에 가해지는 가압력은 중앙에서 부터 외측으로 갈수록 감소할 수 있으며, 상기 스탬프 가압 단계에서, 상기 스탬프에 작용하는 가압력은 중심에서의 거리에 따라 균일한 압력 기울기를 가질 수 있다.In the stamp pressing step, the resin flows outward from the center of the substrate, and the pressing force applied to the stamp in the process of resin flow may decrease from the center to the outside, and in the stamp pressing step, The acting pressing force may have a uniform pressure gradient depending on the distance from the center.
상기 미세 패턴은 마이크로 또는 나노 크기의 피치를 가질 수 있으며, 상기 가압장치는 중앙에 형성된 센터 가압유닛과 상기 센터 가압유닛을 감싸는 복수개의 고리형 가압유닛들을 포함할 수 있다.The fine pattern may have a pitch of micro or nano size, and the pressing device may include a center pressing unit formed in the center and a plurality of annular pressing units surrounding the center pressing unit.
상기 가압유닛은 피스톤 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 가압유닛은 압력제어 방식 또는 위치제어 방식으로 스탬프를 가압할 수 있다.The pressing unit may be formed in a piston shape, the pressing unit may press the stamp in a pressure control method or a position control method.
상기 가압유닛들에는 상기 가압유닛의 이송을 제어하는 유압 또는 공압 실린더가 각각 개별적으로 설치될 수 있으며, 상기 레진 경화 단계는 상기 레진을 향하여 자외선을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.The pressurizing units may be provided with a hydraulic or pneumatic cylinder to control the transfer of the pressurizing unit, respectively, and the resin curing step may include the step of irradiating ultraviolet light toward the resin.
상기 레진 경화 단계에서 상기 레진은 유리기 중합반응으로 경화될 수 있으며, 상기 레진 경화 단계는 상기 레진을 향하여 열을 가하는 단계를 포함할 수 있다.In the resin curing step, the resin may be cured by free radical polymerization, and the resin curing step may include applying heat toward the resin.
상기 스탬프 가압단계는 상기 스탬프의 미세 패턴에 레진이 채워져 상기 레진이 더 이상 유동하지 아니하는 때에 상기 가압유닛들을 통해서 상기 스탬프에 작용하는 가압력을 동일하게 유지시키는 단계를 포함할 수 있다.The stamp pressing step may include maintaining a pressing force acting on the stamp through the pressing units when the resin is filled in the fine pattern of the stamp and the resin is no longer flowing.
본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 패턴 임프린팅 방법은 기판 상에 레진을 토출하는 레진 토출 단계와, 상기 기판 상에 미세 패턴이 형성된 스탬프를 위치시키는 스탬프 설치 단계와, 센터 가압유닛과 상기 센터 가압유닛을 감싸는 고리형 가압유닛을 포함하는 가압 장치를 이용하여 상기 스탬프를 가압함에 있어서 상기 센터 가압유닛으로 상기 스탬프를 가압하여 상기 레진이 외측으로 퍼지도록 유도하는 제1 가압 단계와, 상기 레진이 고리형 가압유닛의 위치하면 고리형 가압유닛으로 상기 스탬프를 가압하여 상기 레진이 외측으로 퍼지도록 유도하는 제2 가압 단 계, 및 상기 레진을 경화시키는 레진 경화 단계를 포함한다.The fine pattern imprinting method according to another embodiment of the present invention includes a resin discharge step of discharging a resin on a substrate, a stamp installation step of placing a stamp having a fine pattern formed on the substrate, a center pressurizing unit and the center pressurization. The first pressing step of pressing the stamp to the center pressing unit to induce the resin to spread out in pressurizing the stamp using a pressing device including an annular pressing unit surrounding the unit, and the resin ring Positioning the pressure pressing unit comprises a second pressing step of inducing the resin to spread outward by pressing the stamp with the annular pressure unit, and a resin curing step of curing the resin.
상기 제2 가압단계에서 상기 고리형 가압유닛은 복수개로 이루어지고, 내측에 위치하는 고리형 가압유닛을 외측에 위치하는 고리형 가압유닛이 감싸면서 상기 스탬프를 가압할 수 있다.In the second pressing step, the annular pressurizing unit may be formed in plural, and the pressurized stamp may be pressurized while the annular pressurizing unit positioned outside the annular pressurizing unit positioned inside.
또한, 상기 제2 가압단계에서 상기 내측에 위치하는 고리형 가압유닛으로 인하여 레진이 외측에 위치하는 고리형 가압유닛의 하부로 이동하면 외측에 위치하는 고리형 가압유닛으로 상기 스탬프를 가압하여 상기 스탬프의 미세 패턴으로 레진을 충진할 수 있다.In addition, when the resin moves to the lower portion of the annular pressurization unit located on the outside due to the annular pressurization unit located on the inner side in the second pressurizing step, press the stamp with the annular pressurization unit located on the outer side. The resin can be filled with a fine pattern of.
상기 제1 가압단계 완료 전에 상기 제2 가압단계가 진행될 수 있으며, 상기 기판은 하부 몰드에 설치되고, 상기 하부 몰드에는 상기 레진이 배출될 수 있도록 레진 배출통로가 형성될 수 있다.The second pressing step may be performed before the first pressing step is completed, and the substrate may be installed in a lower mold, and a resin discharge passage may be formed in the lower mold to discharge the resin.
본 발명에 따르면 복수 개의 가압유닛을 이용하여 스탬프를 순차적으로 가압함으로써 레진을 기판 상에 용이하게 도포할 수 있으며, 레진층에 기포가 포집되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, by sequentially pressing the stamp using a plurality of pressing units, the resin can be easily applied onto the substrate, and bubbles can be prevented from being collected in the resin layer.
또한, 가압력을 균일하게 적용함으로써 레진층의 두께를 균일하게 형성할 수 있다.Further, by uniformly applying the pressing force, the thickness of the resin layer can be formed uniformly.
또한, 각각의 가압유닛에 유압 또는 공압 실린더가 설치되어 가압유닛을 통하여 스탬프에 작용하는 가압력을 보다 용이하게 제어할 수 있다.In addition, a hydraulic or pneumatic cylinder is installed in each pressurizing unit so that the pressing force acting on the stamp through the pressurizing unit can be more easily controlled.
본 발명에 있어서 "미세 패턴"이라 함은 패턴의 높이, 피치 등이 마이크로 또는 나노 크기를 갖는 패턴을 말한다.In the present invention, the "fine pattern" refers to a pattern in which the height, pitch, etc. of the pattern have a micro or nano size.
또한 본 발명에 있어서 "~상에"라 함은 대상부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력방향을 기준으로 상부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, in the present invention, "on" means to be located above or below the target member, and does not necessarily mean to be located above the gravity direction.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 패턴 임프린팅 방법을 설명하기 위한 공정도이다.1 is a flowchart illustrating a fine pattern imprinting method according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하여 설명하면 본 실시예에 따른 미세 패턴 임프린팅 방법은 기판(110) 상에 레진(120)을 토출하는 레진 토출 단계와, 상기 기판(110) 상에 미세 패턴이 형성된 스탬프(130)를 위치시키는 스탬프 설치 단계와 가압장치를 이용하여 상기 스탬프(130)의 미세 패턴(135)에 레진(120)을 충진하는 스탬프 가압 단계, 및 상기 레진(120)을 경화시키는 레진 경화 단계를 포함한다.Referring to FIG. 1, the fine pattern imprinting method according to the present embodiment includes a resin discharge step of discharging a
도 1(a)에 도시된 바와 같이 평평한 판 형태로 이루어진 기판(110)을 준비하고, 기판(110) 위에 토출장치(125)를 위치시킨 상태에서 기판(110)으로 레진(120) 을 토출한다.As shown in FIG. 1A, a
기판(110)은 폴리머 또는 금속으로 이루어질 수 있으며, 레진(120)은 광 경화성 레진 또는 열 경화성 레진으로 이루어질 수 있다.The
도 1(b)에 도시된 바와 같이 기판 위에 미세 패턴(135)이 형성된 스탬프(130)를 정렬한 후, 기판(110) 상에 스탬프(130)를 설치한다.As shown in FIG. 1B, after the
도 1(c)에 도시된 바와 같이 스탬프(130)에 가압력을 적용하는데, 가압부재(미도시)를 이용하여 스탬프(130)의 중심에 제1 가압력(P1)을 적용한다. 중앙에 적용된 제1 가압력(P1)으로 레진(120)이 유동하여 외측으로 밀려나면, 도 1(d)에 도시된 바와 같이 제1 가압력(P1)이 적용된 외측으로 제2 가압력(P2)을 적용한다. 제2 가압력(P2)은 제1 가압력(P1)의 둘레를 따라 이어져 적용되어 레진(120)을 외측으로 유동시킨다.As shown in FIG. 1 (c), the pressing force is applied to the
레진(120)이 제2 가압력(P2)에 의하여 밀려나면 도 1(e)에 도시된 바와 같이 제2 가압력(P2)이 적용된 외측으로 제3 가압력(P3)을 적용한다. 제3 가압력(P3)은 제2 가압력(P2)의 둘레를 따라 이어져 적용되어 레진(120)을 외측으로 밀어낸다.When the
레진(120)이 제3 가압력(P3)에 의하여 밀려나면 도 1(f)에 도시된 바와 같이 제3 가압력(P3)이 적용된 외측으로 제4 가압력(P4)을 적용한다. 제4 가압력(P4)은 스탬프(130)의 모서리와 인접한 부분에 적용되어 스탬프(130)의 미세 패턴(135)으로 레진이 충진된다.When the
이와 같이 스탬프(130)에 가압력을 중앙에서 부터 외측으로 순차적으로 적용하면, 기판(110)의 중앙에 위치하는 레진(120)이 가압력에 의하여 점차 외측으로 밀려나면서 기판(110) 전체에 레진층이 형성된다. 또한, 레진(120)이 밀려나면서 스탬프(130)와 기판(110) 사이에 있는 공기도 함께 밀려나서 레진층에 기포가 형성되는 것을 방지할 수 있다.As such, when the pressing force is sequentially applied from the center to the outside of the
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스탬프 상에 가압장치가 설치된 상태를 도시한 사시도이고, 도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 가압장치를 이용하여 임프린팅하는 방법을 설명하기 위한 공정도이다.2 is a perspective view illustrating a state in which a pressing device is installed on a stamp according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 3A to 3F illustrate a method of imprinting using the pressing device shown in FIG. 2. It is a process chart.
도 2 및 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 설명하면, 도 3a에 도시된 바와 같이 먼저 기판(210)을 준비하고 기판(210) 상에 레진(250)을 토출한다. 이때 기판(210)은 대면적으로 이루어지며, 레진(250)은 포토 레지스트 또는 열경화성 레지스트로 이루어질 수 있다. 또한, 레진(250)은 점성 및 유동성을 갖는 물질로 이루어지며 토출 장치(253)에 의하여 기판(210)의 중심으로 낙하된다.Referring to FIGS. 2 and 3A to 3F, as illustrated in FIG. 3A, first, the
도 3b에 도시된 바와 같이, 기판(210) 상에 스탬프(230)를 설치한다. 스탬프(230)에는 미세 패턴이 형성되어 있으며, 미세 패턴(235)이 형성된 면이 기판(210)을 향하도록 한 상태에서 기판(210) 위에 스탬프(230)를 놓는다.As shown in FIG. 3B, a
도 3c에 도시된 바와 같이, 스탬프(230) 상에 가압장치(240)를 위치시킨 후, 스탬프를 가압하는데, 가압장치는 복수개의 가압유닛들을 포함한다.As shown in FIG. 3C, after the
즉, 도 2에 자세히 나타난 바와 같이, 가압장치(240)는 중앙에 위치하는 센터 가압유닛(241)과 센터 가압유닛(241)을 감싸는 제1 고리형 가압유닛(243), 제1 고리형 가압유닛(243)을 감싸는 제2 고리형 가압유닛(245), 및 제2 고리형 가압유닛(245)을 감싸는 제3 고리형 가압유닛(247)을 포함한다.That is, as shown in detail in FIG. 2, the pressurizing
센터 가압유닛(241)은 원형을 단면을 가지며, 고리형 가압유닛들(243, 245, 247)은 원형 링형상의 단면을 갖는다. 가압유닛들(241, 243, 245, 247)은 상호 끼워질 수 있는 구조로 이루어지는데, 센터 가압유닛(241)은 제1 고리형 가압유닛(243)에 끼워질 수 있도록 형성되며, 제1 고리형 가압유닛(243)은 제2 고리형 가압유닛(245)에 끼워질 수 있도록 형성되고, 제2 고리형 가압유닛(245)은 제3 고리형 가압유닛(247)에 끼워질 수 있도록 형성된다.The
다시 도 3c를 살펴보면 스탬프(230)의 중앙에 위치하는 센터 가압유닛(241)을 아래로 이동시켜서 스탬프(230)를 가압한다. 센터 가압유닛(241)이 스탬프(230)를 가압하면 레진(250)이 외측으로 밀려나는데, 도 3d에 도시된 바와 같이 제1 고리형 가압유닛(243)의 하부로 레진(250)이 밀려나면 제1 고리형 가압유닛(243)을 아래로 이동시켜서 스탬프(230)에서 센터 가압유닛(241)의 외측에 위치하는 부분을 가압한다.Referring to FIG. 3C again, the
도 3e에 도시된 바와 같이 제1 고리형 가압유닛(243)에 의하여 레진(250)이 밀려나면 제2 고리형 가압유닛(245)을 아래로 이동시켜서 스탬프(230)에서 제1 고리형 가압유닛(243)의 외측에 위치하는 부분을 가압한다.As shown in FIG. 3E, when the
도 3f에 도시된 바와 같이 제2 고리형 가압유닛(245)에 의하여 레진(250)이 밀려나면 제3 고리형 가압유닛(247)을 아래로 이동시켜서 스탬프(230)에서 제2 고리형 가압유닛(245)의 외측에 위치하는 부분을 가압한다. As shown in FIG. 3F, when the
이때, 센터 가압유닛(241) 및 제1, 2 가압유닛들(243, 245)은 스탬프(230)를 가압하는 상태를 유지하여 레진(250)이 역류하지 않고 외측으로 퍼져나갈 수 있도 록 한다.At this time, the
그리고 제3 고리형 가압유닛(247)에 의하여 스탬프(230)의 미세 패턴(235)에 레진(250)의 충진이 완료되면 각 가압유닛들(241, 243, 245, 247)이 스탬프(230)에 작용하는 가압력을 동일하게 유지시켜서 레진층이 균일한 두께와 형상을 갖도록 조절한다.When the filling of the
가압유닛들(241, 243, 245, 247)이 스탬프(230)를 가압하는 압력은 가압유닛들(241, 243, 245, 247)의 위치제어를 통해여 조절될 수 있으며, 가압유닛들(241, 243, 245, 247)을 밀어내는 가압력을 직접 제어하여 조절될 수도 있다.The pressure in which the
스탬프(230)에 의한 가압이 완료되면 스탬프(230)를 설치한 상태에서 레진층으로 자외선을 조사하여 레진층을 경화시킨다. 레진층으로 자외선을 조사하면 레진(250)은 유리기 중합반으으로 경화된다.When the pressurization by the
본 실시예에 따른 레진층은 광경화성 레진으로 이루져 레진층으로 자외선을 조사하함으로써 레진층을 경화시키는 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 레진층은 열경화성 레진으로 이루어지고, 레진의 경화를 위하여 레진층으로 열을 가할 수도 있다.The resin layer according to the present embodiment is made of a photocurable resin and exemplifies that the resin layer is cured by irradiating ultraviolet rays with the resin layer. However, the present invention is not limited thereto, and the resin layer is made of a thermosetting resin. Heat may be applied to the resin layer to cure the resin.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가압부재를 이용하여 미세 패턴을 임프린팅하는 과정을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a process of imprinting a fine pattern using a pressing member according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 기판(312)은 하부 몰드(325)에 위치한다. 하부 몰드(325)는 기판이 장착되는 홈이 형성되어 있으며, 측면에는 잉여 레진이 배출될 수 있도록 레진 배출통로(326)가 형성된다. 레진 배출통로(326) 는 기판(312) 상에서 유출된 레진이 용이하게 빠져나갈 수 있도록 기판(312)의 상면 높이와 동일한 높이로 형성된다.Referring to FIG. 4, the
기판(312) 상에 레진(313)이 토출되고 레진(313) 위에 스탬프(315)가 설치된 후, 가압장치(300)를 이용하여 스탬프(315)를 가압한다.After the
가압장치(300)는 측부 프레임(321)과 측부 프레임(321)에 지지된 상부 프레임(323), 상부 프레임(323)에 설치된 가압유닛들(361, 362, 364), 및 상부 프레임(323)과 가압유닛들(361, 362, 364) 사이에 설치되어 가압유닛들(361, 362, 364)을 이송시키는 유압 실린더(340)를 포함한다.The pressurizing
가압유닛들(361, 362, 364)은 중앙에 설치된 센터 가압유닛(361)과 센터 가압유닛(361)을 감싸는 제1 고리형 가압유닛(362) 및 제1 고리형 가압유닛(362)의 외측에 위치하여 제1 고리형 가압유닛(362)을 감싸는 제2 고리형 가압유닛(364)으로 이루어진다.The pressurizing
각각의 가압유닛(361, 362, 364)의 상부에는 유압 실린더(340)가 설치되는데, 유압 실린더들(340)은 가압유닛들(361, 362, 364)를 적정한 위치로 제어하여 스탬프(315)를 가압하도록 하는 역할을 한다. 또한, 유압 실린더(340)는 적정한 압력을 가압유닛들(361, 362, 364)에 작용시켜서 가압유닛들(361, 362, 364)을 하부로 이동시킬 수 있는데, 가압유닛들(361, 362, 364)이 스탬프(315)와 맞닿아 유압 실린더(340)에 의하여 작용하는 압력과 스탬프(315)와 가압유닛들(361, 362, 364) 사이에 작용하는 압력이 동일한 경우 가압유닛이 더 이상 움직이지 않도록 하여 스탬프(315)에 적정한 압력을 가할 수도 있다. 본 실시예에서는 유압 실린 더(340)가 적용된 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 공압 실린더가 적용될 수도 있다.A
본 실시예와 같이 각각의 가압유닛들(361, 362, 364)에 유압 실린더(340)가 설치되면 보다 가압유닛들(361, 362, 364)을 통하여 스탬프(315)에 적용되는 가압력을 보다 용이하게 제어할 수 있다.When the
가압유닛들(361, 362, 364)을 이용한 가압 단계는 센터 가압유닛(361)을 이용하여 스탬프(315)를 가압하는 제1 가압단계와 제1 고리형 가압유닛(362)을 이용하여 스탬프(315)를 가압하는 제2 가압단계 및 제2 고리형 가압유닛(364)을 이용하여 스탬프(315)를 가압하는 제2 가압단계를 포함한다.The pressurization step using the pressurizing
이때, 제1 가압단계가 먼저 시작되고, 제1 가압단계가 완료되기 전에 제2 가압단계가 진행되며, 제2 가압단계가 완료되기 전에 제3 가압단계가 진행된다. 이와 같이 가압이 이어져 진행되면 레진의 유동이 멈추지 않고 계속 진행되도록 하여 보다 신속하게 임트프린팅 공정을 완료할 수 있다.At this time, the first pressing step is started first, the second pressing step is performed before the first pressing step is completed, and the third pressing step is performed before the second pressing step is completed. In this way, if the pressurization is continued, the flow of the resin can be continued without stopping the imprinting process more quickly.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 패턴 임프린팅 방법을 설명하기 위한 공정도이다.1 is a flowchart illustrating a fine pattern imprinting method according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스탬프 상에 가압장치가 설치된 상태를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view showing a state in which a pressing device is installed on a stamp according to a second embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 가압장치를 이용하여 임프린팅하는 방법을 설명하기 위한 공정도이다.3A to 3F are process diagrams for explaining a method of imprinting using the pressurization apparatus shown in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가압부재를 이용하여 미세 패턴을 임프린팅하는 과정을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a process of imprinting a fine pattern using a pressing member according to a third exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110: 기판 120: 레진110: substrate 120: resin
135: 미세 패턴 130: 스탬프135: fine pattern 130: stamp
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