KR101063402B1 - Nano-imprinting system by using flexible chuck - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 임프린팅 공정에서 기판과의 물리적 접촉에 의해 패턴을 형성하는 스탬프 역할의 유연척이 외부에서 주입된 공기에 의해 볼록하게 형성되는 유연한 재질의 필름부 및 상기 필름부의 일측면에 부착되는 유연한 재질의 패턴부를 포함하여 형성됨으로써, 상기 유연척이 유연한 재질의 필름부에 의해 수직방향으로 이동된 기판과 중심부터 가장자리까지 순차적으로 골고루 접촉되고, 불규칙한 접촉면과 상관없이 균일하게 가압될 수 있는 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a UV imprinting system including a flexible chuck, and more particularly, a flexible chuck having a stamp role for forming a pattern by physical contact with a substrate in an imprinting process is formed convex by externally injected air. The flexible chuck is formed by including a film portion of the flexible material and a pattern portion of the flexible material attached to one side of the film portion, the flexible chuck is evenly sequentially from the center to the edge and the substrate moved in the vertical direction by the film portion of the flexible material It relates to a UV imprinting system comprising a flexible chuck which is in contact and can be pressed uniformly irrespective of the irregular contact surface.
Description
본 발명은 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 임프린팅 공정에서 기판과의 물리적 접촉에 의해 패턴을 형성하는 스탬프 역할의 유연척이 외부에서 주입된 공기에 의해 볼록하게 형성되는 유연한 재질의 필름부 및 상기 필름부의 일측면에 부착되는 유연한 재질의 패턴부를 포함하여 형성됨으로써, 상기 유연척이 유연한 재질의 필름부에 의해 수직방향으로 이동된 기판과 중심부터 가장자리까지 순차적으로 골고루 접촉되고, 불규칙한 접촉면과 상관없이 균일하게 가압될 수 있는 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a UV imprinting system including a flexible chuck, and more particularly, a flexible chuck having a stamp role for forming a pattern by physical contact with a substrate in an imprinting process is formed convex by externally injected air. The flexible chuck is formed by including a film portion of the flexible material and a pattern portion of the flexible material attached to one side of the film portion, the flexible chuck is evenly sequentially from the center to the edge and the substrate moved in the vertical direction by the film portion of the flexible material It relates to a UV imprinting system comprising a flexible chuck which is in contact and can be pressed uniformly irrespective of the irregular contact surface.
나노임프린트는 초미세 가공인 나노 가공(1~100nm)을 실현하기 위해 제안된 기술로 기판 위에 광경화성 수지나 열가소성 수지를 도포한 후, 나노 크기의 몰드로 압력을 가하고 자외선을 조사하거나 가열하여 경화시킴으로써 패턴을 전사하는 기술을 말한다.Nanoimprint is a technique proposed to realize nano-processing (1-100nm), which is ultra-fine processing, and is applied by applying a photocurable resin or a thermoplastic resin on a substrate, applying pressure with a nano-sized mold, and curing by irradiating or heating ultraviolet rays. The technique of transferring a pattern is referred to.
나노 임프린트 기술을 활용하면 현재 반도체공정에서 사용하는 포토리소그래피 방식의 미세화 한계점을 극복하고 도장 찍듯 간단하게 나노구조물을 제작할 수 있게 된다.By utilizing nanoimprint technology, it is possible to overcome the miniaturization limitations of the photolithography method currently used in semiconductor processes and to produce nanostructures as simply as painting.
또한 나노 임프린트 기술을 활용하면 현재 100nm급인 미세 공정이 10nm급으로 향상돼 차세대 반도체 분야의 기술 발전이 촉진될 것이다. 특히 이러한 나노 임프린트 기술은 차세대 반도체 및 평판디스플레이용 회로 형성 기술로 인정되고 있기도 하다.In addition, the use of nanoimprint technology will improve the current 100nm fine process to 10nm, facilitating technological development in the next-generation semiconductor field. In particular, the nanoimprint technology has been recognized as a circuit forming technology for the next-generation semiconductor and flat panel display.
나노 임프린트 기술은 경화 방식에 따라, 불투명한 실리콘 스탬프를 사용하는 가열식 임프린팅(thermal imprinting) 기술과 자외선이 투과되는 투명한 석영(quartz) 스탬프(또는 실리콘 스탬프 사용 시 투명한 석영 기판)를 통해 자외선을 투과시켜 레진을 경화시키는 방식을 채택하는 자외선 임프린팅 기술로 구분된다.Nanoimprint technology transmits ultraviolet light through a thermal imprinting technique using an opaque silicon stamp and a transparent quartz stamp (or transparent quartz substrate when using a silicon stamp), depending on the curing method. It is classified into ultraviolet imprinting technology that adopts a method of curing resin.
이러한 임프린트(Imprint) 방식의 인쇄공정은 일정 공간을 형성하는 챔버(chamber) 내에서 이루어지게 되며, 일반적으로 챔버와 표면상에 미세 패턴이 형성된 스탬프, 상기 스탬프를 향하여 기판을 UP/DOWN 시켜 로딩 하는 스테이지, 및 자외선램프(U. V LAMP)를 이용하여 기판의 레진 층을 경화시키는 경화부로 구성된 임프린팅 시스템에 의해 수행되어 지게 된다.Such an imprint printing process is performed in a chamber forming a predetermined space, and generally, a stamp having a fine pattern formed on the chamber and a surface, and loading a substrate up / down toward the stamp. It is performed by an imprinting system composed of a stage and a hardened portion for curing the resin layer of the substrate using an ultraviolet lamp (U. V LAMP).
따라서 상기 임프린팅 시스템은 기판 상에 도포된 열가소성 폴리머(Polymer) 등과 같은 레진(Resin)층에 패턴이 각인될 수 있도록 스탬프와 기판을 합착시킨 후, 기판 상에 자외선(UV : Ultra Violet)을 조사시켜 레진을 경화시킴으로써 기판 상에 패턴이 형성되도록 하는 장치이다.Therefore, the imprinting system bonds the substrate with a stamp so that the pattern can be imprinted on a resin layer such as a thermoplastic polymer applied on the substrate, and then irradiates ultraviolet (UV) light on the substrate. To form a pattern on a substrate by curing the resin.
도 1은 공개실용신안 20-2010-0000234호의 미세 패턴형성장치에 포함된 종래의 UV 임프린팅 시스템의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다. 상기 임프린팅 시스템은 챔버(101), 챔버(101)에 내설되는 스탬프(110)와 기판(100)을 로딩 시키는 스테이지(130), 스테이지(130)를 승강시키는 구동수단(140) 및 경화부(160)로 구성된다.1 shows a schematic cross-sectional view of a conventional UV imprinting system included in the micropattern forming apparatus of JP 20-2010-0000234. The imprinting system includes a
그러나 종래의 임프린팅 시스템은 다음과 같은 문제점들이 있었다.However, the conventional imprinting system has the following problems.
상기 임프린팅 시스템은 임프린트 공정의 특성상 스탬프로 기판을 가압하게 되는데, 이 때, 임프린팅 전 영역에 균일한 압력을 가하는 것이 어려워 압력이 집중되는 곳이 발생하여 패턴이 불균일하게 될 수 있다.The imprinting system presses the substrate with a stamp due to the characteristics of the imprinting process. At this time, it is difficult to apply a uniform pressure to a region before imprinting, where a pressure concentration may occur and a pattern may be uneven.
또한, 상기 임프린팅 시스템은 임프린팅 전 정영역이 한 번에 접하게 되므로 공기 또는 먼지와 같은 불순물이 갇히게 되어 패턴의 정확도가 떨어질 수 있다.In addition, in the imprinting system, since a predetermined region is in contact with the imprinting at one time, impurities such as air or dust may be trapped, thereby reducing the accuracy of the pattern.
또한, 상기 임프린팅 시스템은 상기 스탬프와 기판 사이에 있는 레진은 경화과정을 거쳐 접착제와 같은 역할을 하게 되는데, 이 때문에 임프린팅 공정이 완료된 후 상기 기판으로부터 스탬프를 분리할 때 잘 떨어지지 않아 패턴이 훼손되거나 스탬프 또는 기판이 파손될 수 있다는 문제점이 있다.In addition, the imprinting system is a resin between the stamp and the substrate through the curing process to act as an adhesive, so that when the stamp is separated from the substrate after the imprinting process is completed, the pattern is damaged Or the stamp or substrate may be broken.
한편, 상기와 같은 문제점 중 임프린팅 전 영역에 균일한 압력을 가할 수 있도록 개선한 방법에 관한 논문으로 "Air Cushion Press for Excellent Uniformity, High Yield, and Fast Nanoimprint Across a 100 mm Field"가 2006년 발표되었다.Meanwhile, "Air Cushion Press for Excellent Uniformity, High Yield, and Fast Nanoimprint Across a 100 mm Field" was published in 2006 as a paper on the improved method to apply uniform pressure to the entire area of imprinting. It became.
이 방법은 스탬프와 기판의 압착 시 챔버 내에 공급되는 가스의 압력을 높여 사방에서 균일하게 압력이 가해지도록 한 것이 특징이다. 하지만 이 방법은 균일한 가압에만 초점이 맞추어져 있어 임프린팅 전 영역에 압력을 균일하게 가할 수는 있지만, 상기 기판으로부터 스탬프를 분리할 때 생길 수 있는 문제와 먼지 또는 공기와 같은 불순물에 의한 문제점은 그대로 갖고 있다.This method is characterized by increasing the pressure of the gas supplied into the chamber during pressing of the stamp and the substrate to be uniformly applied from all directions. However, this method focuses only on uniform pressurization, so that pressure can be applied evenly to the entire area of imprinting, but problems that can occur when detaching the stamp from the substrate and problems caused by impurities such as dust or air I have it.
따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결할 수 있는 임프린팅 기술의 개발이 필요하다.
Therefore, there is a need for the development of an imprinting technology that can solve the above problems.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 임프린팅 공정에서 기판과의 물리적 접촉에 의해 패턴을 형성하는 스탬프 역할의 유연척이 외부에서 주입된 공기에 의해 볼록하게 형성되는 유연한 재질의 필름부 및 상기 필름부의 일측면에 부착되는 유연한 재질의 패턴부를 포함하여 형성됨으로써, 상기 유연척이 유연한 재질의 필름부에 의해 수직방향으로 이동된 기판과 중심부터 가장자리까지 순차적으로 골고루 접촉되고, 불규칙한 접촉면과 상관없이 균일하게 가압될 수 있는 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-described problems, an object of the present invention is to convex by air injected from the outside of the flexible chuck acting as a stamp to form a pattern by physical contact with the substrate in the imprinting process The flexible chuck is formed to include a film portion of a flexible material and a pattern portion of a flexible material attached to one side of the film portion, so that the flexible chuck is sequentially moved from the center to the edge and the substrate moved vertically by the film portion of the flexible material. To provide a UV imprinting system comprising a flexible chuck that is evenly contacted, evenly pressed irrespective of the irregular contact surface.
또한, 본 발명의 목적은 기판과 유연척이 분리될 때, 유연한 재질의 볼록한 필름부에 의해 가장자리부터 분리됨으로써, 기판 및 패턴부의 훼손 없이 분리가 용이한 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide a UV imprinting system comprising a flexible chuck that is separated from the edge by a convex film portion of a flexible material when the substrate and the flexible chuck is separated, so that the substrate and the pattern portion can be easily separated without being damaged. It is.
또한, 본 발명의 목적은 기판 및 유연척 사이의 레진이 상기 기판과 상기 유연척의 밀착과정에서 스퀴징(squeezing)되듯이 가압됨으로써, 임프린팅 공정 후 남아 있을 수 있는 잔여층(residual layer)이 최소화되고, 상기 기판 및 유연척 사이의 공기 및 먼지가 가압과정에서 제거될 수 있는 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템을 제공하는 것이다.
In addition, an object of the present invention is to pressurize the resin between the substrate and the flexible chuck as squeezing during the adhesion between the substrate and the flexible chuck, thereby minimizing the residual layer that may remain after the imprinting process. In addition, to provide a UV imprinting system including a flexible chuck that can remove the air and dust between the substrate and the flexible chuck in the pressing process.
본 발명의 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템은 마주보는 일측면과 타측면의 일정영역이 개방되며 내부에 일정공간이 형성되는 헤드부(10)와, 상기 헤드부(10)의 일측면에 개방된 영역을 밀폐하도록 설치되며 유연성 있는 재질로 자외선이 투과되는 필름부(20)와, 상기 헤드부(10)의 타측면에 개방된 영역을 밀폐하도록 설치되며 자외선이 투과되는 UV투과창(30)과, 상기 헤드부(10)의 내부에 공기가 주입도록 상기 헤드부(10) 외측면에 형성되는 공기주입부(40) 및 상기 UV투과창(30)을 통해 투과된 자외선이 조사될 수 있는 위치의 상기 필름부(20) 외측면에 밀착되어 부착되는 유연성 있는 재질의 패턴부(50)를 포함하여 스탬프 역할을 하는 유연척(1); 상기 유연척에 대향되게 설치되며 기판이 놓여 고정되는 웨이퍼 척(5); 상기 웨이퍼 척(5)이 탑재되어 상기 웨이퍼 척(5)을 일정 위치에 로딩 시키는 스테이지(6); 상기 스테이지(6)를 승ㅇ하강시키는 수직이동부(7); 를 포함하여 형성되며, 상기 수직이동부(7)에 의해 상기 스테이지(6)가 승강하여 상기 유연척(1)의 패턴부(50)와 접촉된 상기 기판(2) 위의 레진(4)이 자외선에 의해 경화되는 것을 특징으로 한다.UV imprinting system including a flexible chuck of the present invention is a
또한, 상기 UV 임프린팅 시스템은 상기 웨이퍼 척(3)과 상기 유연척의 UV투과창(30) 및 패턴부(50)의 중심이 일직선상에 위치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the UV imprinting system is characterized in that the center of the wafer chuck 3, the
또한, 상기 UV 임프린팅 시스템의 유연척(1)은 상기 공기주입부(40)로부터 주입된 공기압에 의해 상기 필름부(20)가 외측으로 볼록하게 형성되도록 공기를 주입하는 것을 특징으로 한다. In addition, the flexible chuck 1 of the UV imprinting system is characterized by injecting air so that the
또한, 상기 스테이지(6)는 상기 기판(2)이 일정 위치에 로딩 되도록 전후좌우 병진운동 또는 회전운동 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 웨이퍼 척(5)은 요입되게 유로(60)가 형성되며, 상기 유로(60)의 노출면에 상기 기판(2)이 탑재되도록 하여 상기 유로(60) 내 공기를 외부로 배출시켜 상기 기판(2)이 흡착 고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the
본 발명의 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템은 임프린팅 공정에서 기판과의 물리적 접촉에 의해 패턴을 형성하는 스탬프 역할의 유연척이 외부에서 주입된 공기에 의해 볼록하게 형성되는 유연한 재질의 필름부 및 상기 필름부의 일측면에 부착되는 유연한 재질의 패턴부를 포함하여 형성됨으로써, 상기 유연척이 유연한 재질의 필름부에 의해 수직방향으로 이동된 기판과 중심부터 가장자리까지 순차적으로 골고루 접촉되고, 불규칙한 접촉면과 상관없이 균일하게 가압될 수 있다는 장점이 있다.UV imprinting system comprising a flexible chuck of the present invention is a film portion of a flexible material in which the flexible chuck acting as a stamp to form a pattern by physical contact with the substrate in the imprinting process is formed convexly by the air injected from the outside And a pattern part of a flexible material attached to one side of the film part, so that the flexible chuck is sequentially evenly contacted from the center to the edge and the substrate moved vertically by the film part of the flexible material, and the irregular contact surface There is an advantage that it can be pressed uniformly regardless.
또한, 본 발명의 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템은 기판과 유연척이 분리될 때, 유연한 재질의 볼록한 필름부에 의해 가장자리부터 분리됨으로써, 기판 및 패턴부의 훼손 없이 분리가 용이하다는 장점이 있다.In addition, the UV imprinting system including the flexible chuck of the present invention has an advantage that when the substrate and the flexible chuck are separated, the substrate is separated from the edge by the convex film part of the flexible material, so that the substrate and the pattern part can be easily separated without being damaged. .
또한, 본 발명의 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템은 기판 및 유연척 사이의 레진이 상기 기판과 상기 유연척의 밀착과정에서 스퀴징(squeezing)되듯이 가압됨으로써, 임프린팅 공정 후 남아 있을 수 있는 잔여층(residual layer)이 최소화되고, 상기 기판 및 유연척 사이의 공기 및 먼지가 가압과정에서 제거될 수 있다는 장점이 있다.
In addition, the UV imprinting system including the flexible chuck of the present invention is pressurized as the resin between the substrate and the flexible chuck is squeezed during the adhesion process between the substrate and the flexible chuck, which may remain after the imprinting process. The advantage is that the residual layer is minimized and air and dust between the substrate and the flexible chuck can be removed during the pressurization process.
도 1은 종래 임프린팅 시스템의 개략적인 단면도.
도 2는 종래 임프린트 공정의 문제점을 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 유연척을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 유연척을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 유연척을 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 유연척을 이용한 임프린트 공정을 나타낸 개념도.
도 8은 본 발명에 따른 웨이퍼 척의 일실시예를 나타낸 평면도.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional imprinting system.
Figure 2 is a conceptual diagram showing the problem of the conventional imprint process.
3 is a cross-sectional view showing a UV imprinting system including a flexible chuck in accordance with the present invention.
Figure 4 is a perspective view of the flexible chuck in accordance with the present invention.
5 is a perspective view showing a flexible chuck according to the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a flexible chuck according to the present invention.
7 is a conceptual diagram showing an imprint process using a flexible chuck in accordance with the present invention.
8 is a plan view showing an embodiment of a wafer chuck in accordance with the present invention.
이하, 본 발명에 따른 유연척을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the flexible chuck according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 임프린팅 시스템의 개략적인 단면도이고, 도 2는 종래 임프린트 공정의 문제점을 나타낸 개념도이며, 도 3은 본 발명에 따른 유연척을 포함하는 UV 임프린팅 시스템을 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 유연척을 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 유연척을 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 유연척을 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 유연척을 이용한 임프린트 공정을 나타낸 개념도이고, 도 8은 본 발명에 따른 웨이퍼 척의 일실시예를 나타낸 평면도이다.
1 is a schematic cross-sectional view of a conventional imprinting system, FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a problem of a conventional imprinting process, FIG. 3 is a cross-sectional view of a UV imprinting system including a flexible chuck according to the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing a flexible chuck according to the present invention, Figure 5 is a perspective view showing a flexible chuck according to the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view showing a flexible chuck according to the present invention, Figure 7 using a flexible chuck according to the present invention 8 is a conceptual view illustrating an imprint process, and FIG. 8 is a plan view illustrating an embodiment of a wafer chuck according to the present invention.
본 발명은 기판(2) 상에 나노 구조물을 형성하기 위한 UV 임프린팅 시스템(100)에 관한 것으로, 크게 유연척(1), 웨이퍼 척(5), 스테이지(6) 및 수직이동수단(7)을 포함하여 형성된다.The present invention relates to a UV imprinting system (100) for forming nanostructures on a substrate (2), largely flexible chuck (1), wafer chuck (5), stage (6) and vertical movement means (7). It is formed to include.
먼저, 상기 유연척(1)은 임프린트 공정에서 스탬프 역할을 하며, 크게 헤드부(10), 필름부(20), UV투과창(30), 공기주입부(40) 및 패턴부(50)를 포함하여 형성된다.First, the flexible chuck 1 serves as a stamp in the imprint process, and largely the
상기 헤드부(10)는 마주보는 일측면과 타측면의 일정영역이 개방되며 내부에 일정공간이 형성되며, 도 4에 도시된 바와 같이 육면체 형상으로 형성될 수 있다.The
상기 필름부(20)는 상기 헤드부(10)의 일측면에 개방된 영역을 밀폐하도록 설치되며 유연성 있고 자외선이 투과될 수 있는 재질로 제작된다.The
이 때, 상기 필름부(20)는 자외선 투과가 되는 유연성 있는 재료인 폴리카보네이트(polycarbonate)로 제작될 수 있으며, 이 외에 상술한 바와 같은 조건을 충족하는 재료라면 얼마든지 다른 재료로 변경실시 가능하다.In this case, the
상기 UV투과창(30)은 상기 헤드부(10)의 타측면에 개방된 영역을 밀폐하도록 설치되며 자외선이 투과되는 재질로 제작된다.The
이 때, 상기 필름부(20)는 자외선 투과가 되는 유리인 석영 유리(fused silica, quartz)로 제작될 수 있으며, 이 외에 상술한 바와 같은 조건을 충족하는 재료라면 얼마든지 다른 재료로 변경실시 가능하다.In this case, the
상기 공기 주입부는 상기 헤드부(10)의 내부에 공기가 주입도록 상기 헤드부(10) 외측면에 형성된다.The air injection unit is formed on an outer surface of the
상기 패턴부(50)는 상기 UV투과창(30)을 통해 투과된 자외선이 조사될 수 있는 위치의 상기 필름부(20) 외측면에 밀착되어 부착되며, 유연성 있는 재질로 제작된다.The
상기 패턴부(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 유연성 있는 재질로 제작되어 볼록하게 형성되는 상기 필름부(20)의 외측면과 상기 패턴부(50)의 일측면이 밀착될 수 있어야 한다. 이때, 상기 패턴부(50)는 유연성 있는 재질인 PDMS(Polydimethylsiloxan)로 제작될 수 있으며, 상술한 바와 같은 조건을 충족하는 재료라면 얼마든지 다른 재료로 변경실시 가능하다.As shown in FIG. 4, the
상기 유연척(1)은 상술한 바와 같이 UV 임프린팅 시스템(100)에 구비되는 구성으로써, 자외선 조사를 통해 스탬프 역할을 하는 유연척(1)과 기판(2) 사이에 위치되는 레진(4)이 경화될 수 있도록 상기 UV투과창(30)을 통해 투과된 자외선이 상기 필름부(20)를 지나 상기 기판(2) 위의 레진(4)에 도달할 수 있어야 한다.The flexible chuck 1 is provided in the
따라서 상기 UV 임프린팅 시스템(100)은 상기 웨이퍼 척(5), 상기 유연척의 UV투과창(30) 및 패턴부(50)의 중심이 일직선상에 위치되도록 형성되는 것이 바람직하다.Therefore, the
또한, 상기 UV 임프린팅 시스템의 유연척(1)은 상기 공기주입부(40)를 통해 주입된 공기압에 의해 상기 필름부(20)가 외측으로 볼록하게 형성되도록 공기가 주입될 수 있다.In addition, the flexible chuck 1 of the UV imprinting system may be injected with air such that the
상기 공기주입부(40)를 통해 주입된 공기압이 0.03bar이고, 상기 웨이퍼 척(5)에 놓인 기판(2)이 6인치 기판(2)일 경우, 상기 공기주입부(40)를 통해 주입된 공기압에 의해 기판(2)에 가해지는 압력은 약 5.41kgf가 된다.When the air pressure injected through the
이는 일반적인 임프린트 공정에서 스탬프와 기판(2) 평면에 가해지는 수십~수백kgf 압력에 비하면 매우 낮은 가압력이나, 상기 공기주입부(40)를 통해 주입된 공기압이 과도하게 클 경우 필름부(20)가 지나치게 볼록해지거나 터질 수 있으므로 상기 필름부(20)가 터지지 않도록 적절히 공기를 주입하는 것이 바람직하다.This is a very low pressing force compared to the pressure of several tens to hundreds of kgf applied to the stamp and the
이 때, 상기 유연척(1)은 상기 공기주입부(40)를 통해 주입되는 공기의 압력이 상기 필름부(20)에 바로 가해질 수 있게 공기주입 방향과 필름부(20)가 볼록해 지는 방향이 일치되도록 상기 공기주입부(40)가 상기 UV투과창(30)이 형성되는 면, 즉 상기 필름부(20)와 마주보는 면에 형성될 수 있다.At this time, the flexible chuck 1 is a direction in which the air injection direction and the
상기 유연척(1)은 임프린트 공정이 진행되기 전 상기 공기주입부(40)를 통해 미리 공기가 주입되어 상기 필름부(20)가 볼록해진 상태가 되도록 준비과정을 거칠 수 있다.The flexible chuck 1 may be subjected to a preparation process such that the air is pre-injected through the
따라서 상기 유연척(1)은 공기주입부(40)를 통해 주입된 공기가 밖으로 빠져나가지 않도록 상기 공기주입부(40)를 밀폐시키는 마개(41)가 더 구비될 수 있다.Therefore, the flexible chuck 1 may be further provided with a
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 척(5)은 상기 유연척(1)에 대향되게 설치되며 기판(2)이 놓여 고정된다. 이 때, 상기 웨이퍼 척(5)은 요입되게 유로(60)가 형성되며, 상기 유로(60)의 노출면에 상기 기판(2)이 탑재되도록 하여 상기 유로 내 공기를 외부로 배출시켜 상기 기판(2)이 흡착 고정될 수 있다.As shown in FIG. 3, the
상기 웨이퍼 척(5)은 도 8과 같이 복수개의 원형유로(61)가 동심원으로 배열되고 이들 동심원에는 직선유로(62)가 방사상으로 적어도 하나 이상 배열되어 연통된 형태를 가질 수 있다. 상기 유로(60)에는 상기 유로(60) 내부의 공기를 외부로 배출시켜 상기 기판(2)이 흡착 고정될 수 있도록 공기 배출포트(미도시)가 설치될 수 있다.As illustrated in FIG. 8, the
상기 스테이지(6)는 상기 웨이퍼 척(5)이 탑재되며, 상기 웨이퍼 척(6)이 적정 위치, 즉 상기 유연척(1)의 패턴부(50) 및 UV투과창(30)과 중심이 일직선상에 위치되도록 조절할 수 있는데, 이를 위해 상기 스테이지(6)는 전후좌우 병진운동 또는 회전운동을 한다.The
상기 수직이동부(7)는 상기 스테이지(6)를 승강 또는 하강시켜 임프린트 공정에서 상기 유연척(1)의 패턴부(50)와 상기 기판(2)이 밀착될 수 있도록 하며, 레진이 경화된 후 서로 분리될 수 있도록 한다.
The vertical moving
도 7을 참고로 본 발명에 따른 UV 임프린팅 시스템(100)을 이용한 임프린트 공정을 설명하면,Referring to Figure 7 describes the imprint process using the
먼저, 상기 유연척(1)의 공기주입부(40)를 통해 공기압을 가하여 상기 필름부(20)가 볼록해지도록 한 다음, 상기 패턴부(50)가 부착된다.First, the
그 다음, 상기 웨이퍼 척(5) 위에 기판(2)이 놓이고, 상기 유로(60) 내부에 공기가 외부로 배출되면서 상기 기판(2)이 상기 웨이퍼 척(5)에 흡착 고정되며, 상기 기판 위에 자외선 경화성 수지인 UV 레진(4)이 도포된다.Subsequently, the
그 다음, 상기 스테이지(6)가 이동하여 적정 위치에 도달하면 상기 수직이동부(7)가 승강하여 상기 기판(2)과 상기 유연척(1)의 패턴부(50)가 밀착되도록 한다.Then, when the
이 때, 상기 유연척(1)의 가장 볼록한 부분과 상기 UV 레진(4) 및 기판(2)이 접촉하게 된다.At this time, the most convex portion of the flexible chuck 1 and the UV resin 4 and the
그 다음, 상기 기판(2)은 수직 방향으로 점차 상향 이동하게 되어 상기 유연척(1)과 더욱 밀착되며, 유연성 있는 재질로 제작된 상기 유연척(1)의 필름부(20)가 상기 기판(2)의 형상에 맞추어 밀착되는 동시에 상기 UV 레진(4)이 중심에서 가장자리로 골고루 분포하게 된다.Subsequently, the
이 때, 상기 기판(2)은 상기 필름부(20)와 접하는 접촉면이 평평하지 않고 굴곡이 있더라도 유연성 있는 재질인 상기 필름부(20)가 접촉면에 맞추어 밀착되게 되므로, 접촉면의 형태에 상관없이 임프린팅 전 영역에는 균일한 압력이 가해질 수 있다.At this time, the
또한, 상기 UV 레진(4)은 상기 기판(2)이 상기 유연척(1)에 밀착되면서 스퀴징(squeezing)되듯이 가압되기 때문에, 본 발명에 따른 유연척(1)이 적용된 임프린트 공정은 일반적인 임프린트 공정에서 스탬프가 분리된 후 남아있는 잔여층(residual layer)이 최소화될 수 있으며, 상기 패턴부(50) 및 기판(2) 사이에 갇혀있을 수 있는 공기 및 먼지가 가압과정에서 제거될 수 있다.In addition, since the UV resin 4 is pressurized as the
상술한 바와 같이, 상기 기판(2)이 일정 높이에 도달하여 상기 유연척(1)과 완전히 밀착되면 상기 유연척(1)과 상기 기판(2) 사이에 도포된 UV 레진(4)은 전체적으로 골고루 도포되며, 자외선 조사에 의해 경화된다.As described above, when the
그 다음, 상기 수직이동부(7)가 점차 하강하게 되면서 상기 기판(2)이 상기 유연척(1)으로부터 분리되는데, 상기 유연척(1)은 볼록하게 형성된 필름부(20)에 의해 가장자리부터 상기 기판(2)에서 분리된다.
Then, as the
이에 따라, 본 발명의 UV 임프린팅 시스템은 임프린팅 공정에서 기판과의 물리적 접촉에 의해 패턴을 형성하는 스탬프 역할의 유연척이 외부에서 주입된 공기에 의해 볼록하게 형성되는 유연한 재질의 필름부 및 상기 필름부의 일측면에 부착되는 유연한 재질의 패턴부를 포함하여 형성됨으로써, 상기 유연척이 유연한 재질의 필름부에 의해 수직방향으로 이동된 기판과 중심부터 가장자리까지 순차적으로 골고루 접촉되고, 불규칙한 접촉면과 상관없이 균일하게 가압될 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the UV imprinting system of the present invention is a film portion of a flexible material in which a flexible chuck serving as a stamp forming a pattern by physical contact with a substrate in the imprinting process is convexly formed by air injected from the outside. The flexible chuck is formed by including a pattern portion made of a flexible material attached to one side of the film part, so that the flexible chuck is sequentially evenly contacted from the center to the edge and the substrate moved vertically by the film part made of the flexible material, irrespective of irregular contact surfaces. There is an advantage that it can be pressed uniformly.
또한, 본 발명의 UV 임프린팅 시스템은 기판과 유연척이 분리될 때, 유연한 재질의 볼록한 필름부에 의해 가장자리부터 분리됨으로써, 기판 및 패턴부의 훼손 없이 분리가 용이하다는 장점이 있다.In addition, the UV imprinting system of the present invention has an advantage that when the substrate and the flexible chuck are separated from the edge by the convex film portion of the flexible material, the separation is easy without damaging the substrate and the pattern portion.
또한, 본 발명의 UV 임프린팅 시스템은 기판 및 유연척 사이의 레진이 상기 기판과 상기 유연척의 밀착과정에서 스퀴징(squeezing)되듯이 가압됨으로써, 임프린팅 공정 후 남아 있을 수 있는 잔여층(residual layer)이 최소화되고, 상기 기판 및 유연척 사이의 공기 및 먼지가 가압과정에서 제거될 수 있다는 장점이 있다.
In addition, the UV imprinting system of the present invention is pressurized as the resin between the substrate and the flexible chuck is squeezed during the adhesion process between the substrate and the flexible chuck, so that a residual layer may remain after the imprinting process. ) Is minimized, and air and dust between the substrate and the flexible chuck can be removed in the pressing process.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.
1 : 유연척 2 : 기판
4 : 레진 5 : 웨이퍼 척
6 : 스테이지 7 : 수직이동부
10 : 헤드부
20 : 필름부
30 : UV투과창
40 : 공기주입부 41 : 마개
50 : 패턴부
60 : 유로
61 : 원형유로 62 : 직선유로1: flexible chuck 2: substrate
4: resin 5: wafer chuck
6: stage 7: vertical moving part
10: head part
20: film part
30: UV transmission window
40: air injection portion 41: stopper
50: pattern part
60: Euro
61: round euro 62: straight euro
Claims (5)
상기 UV투과창(30)을 통해 투과된 자외선이 조사될 수 있는 위치에 부착되되, 상기 공기주입부(40)를 통해 주입된 공기압에 의해 외측으로 볼록해진 상기 필름부(20) 외측면에 밀착되어 부착되는 유연성 있는 재질의 패턴부(50)를 포함하여 스탬프 역할을 하는 유연척(1);
상기 유연척에 대향되게 설치되며 기판이 놓여 고정되는 웨이퍼 척(5);
상기 웨이퍼 척(5)이 탑재되어 상기 웨이퍼 척(5) 위의 상기 기판(2)이 일정 위치에 로딩 되도록 전후좌우 병진운동 또는 회전운동 하는 스테이지(6); 및
상기 스테이지(6)를 승ㆍ하강시키는 수직이동부(7); 를 포함하여 형성되며,
상기 수직이동부(7)에 의해 상기 스테이지(6)가 승강하면서 상기 유연척(1)이 상기 기판(2)과 볼록한 중심부터 가장자리까지 순차적으로 골고루 접촉되고,
상기 수직이동부(7)에 의해 상기 스테이지(6)가 하강하면서 가장자리에서부터 중심방향으로 상기 기판(2)이 유연척(1)에서 분리되는 것을 특징으로 하는 UV 임프린팅 시스템.
A predetermined area of one side and the other side facing each other is opened and a head part 10 having a predetermined space formed therein , and installed to seal an open area on one side of the head part 10 and have a flexible material. The film portion 20 to be transmitted, the area opened on the other side of the head portion 10 is installed to seal the UV transmission window 30 through which ultraviolet rays are transmitted , and the air inside the head portion 10 Air injection portion 40 formed on the outer surface of the head portion 10 so that the injection, And
Attached to a position where the ultraviolet rays transmitted through the UV transmission window 30 can be irradiated, closely adhered to the outer surface of the film portion 20 convex outward by the air pressure injected through the air injection portion 40 A flexible chuck (1) serving as a stamp, including a pattern portion (50) of a flexible material to be attached and attached;
A wafer chuck 5 disposed opposite the flexible chuck and on which a substrate is placed and fixed ;
A stage (6) on which the wafer chuck (5) is mounted so that the substrate (2) on the wafer chuck (5) is loaded in a predetermined position ; And
A vertical moving part (7) for raising and lowering the stage (6 ); It is formed to include,
As the stage 6 is lifted and lowered by the vertical moving part 7, the flexible chuck 1 is sequentially contacted with the substrate 2 evenly from the convex center to the edge,
UV imprinting system, characterized in that the substrate (2) is separated from the flexible chuck (1) from the edge to the center while the stage (6) is lowered by the vertical moving part (7) .
상기 UV 임프린팅 시스템은
상기 웨이퍼 척(5)과 상기 유연척의 UV투과창(30) 및 패턴부(50)의 중심이 일직선상에 위치되는 것을 특징으로 하는 UV 임프린팅 시스템.
The method of claim 1,
The UV imprinting system
UV imprinting system, characterized in that the center of the wafer chuck (5) and the UV transmission window (30) and the pattern portion (50) of the flexible chuck is located in a straight line.
상기 웨이퍼 척(5)은
요입되게 유로(60)가 형성되며, 상기 유로(60)의 노출면에 상기 기판(2)이 탑재되도록 하여 상기 유로(60) 내 공기를 외부로 배출시켜 상기 기판(2)이 흡착 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 UV 임프린팅 시스템.The method of claim 1,
The wafer chuck 5 is
A flow path 60 is formed to be concave, and the substrate 2 is mounted on the exposed surface of the flow path 60 to discharge the air in the flow path 60 to the outside so that the substrate 2 is adsorbed and fixed. UV imprinting system, characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110013024A KR101063402B1 (en) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Nano-imprinting system by using flexible chuck |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110013024A KR101063402B1 (en) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Nano-imprinting system by using flexible chuck |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101063402B1 true KR101063402B1 (en) | 2011-09-07 |
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ID=44957119
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| KR (1) | KR101063402B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100718236B1 (en) * | 2005-09-29 | 2007-05-15 | (주)화진인더스트리 | device of Nano Imprinting |
| KR100913497B1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-08-25 | 한국산업기술대학교산학협력단 | Apparatus and method for imprinting |
-
2011
- 2011-02-14 KR KR1020110013024A patent/KR101063402B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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