KR101355504B1 - Diffusion tool and pattern forming appratus - Google Patents

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KR101355504B1
KR101355504B1 KR1020060118838A KR20060118838A KR101355504B1 KR 101355504 B1 KR101355504 B1 KR 101355504B1 KR 1020060118838 A KR1020060118838 A KR 1020060118838A KR 20060118838 A KR20060118838 A KR 20060118838A KR 101355504 B1 KR101355504 B1 KR 101355504B1
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권효중
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Abstract

본 발명은 확산부재 및 이를 이용한 패턴형성장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 패턴형성장치는 제 1챔버, 상기 제 1챔버와 결합하여 임프린트 공정이 이루어지는 공정공간을 형성하는 제 2챔버, 상기 공정공간에서 기판의 패턴을 경화시키기 위해 자외선을 조사하는 자외선부, 상기 자외선부에서 조사되는 자외선을 확산시키는 확산부재 및 상기 확산부재에 의해 확산된 자외선이 투과되고, 상기 기판에 형성할 패턴이 각인된 스탬프를 구비함으로써, 기판의 감광막에 균일한 휘도의 자외선 조사가 이루어지도록 하여 경화불량을 방지하고, 이에 따라 안정된 패턴이 형성되어 제품의 품질효율을 높이는 효과가 있다.

Figure R1020060118838

임프린트, 자외선, 확산, 광확산

The present invention relates to a diffusion member and a pattern forming apparatus using the same. The pattern forming apparatus according to the present invention includes a first chamber and a second chamber forming a process space in which an imprint process is performed by combining with the first chamber. A stamp in which an ultraviolet portion for irradiating ultraviolet rays, a diffusing member for diffusing the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet portion, and ultraviolet rays diffused by the diffusing member are transmitted, and a pattern to be formed on the substrate is imprinted. By providing a UV irradiation of a uniform brightness to the photosensitive film of the substrate to prevent curing failure, thereby forming a stable pattern has the effect of improving the quality efficiency of the product.

Figure R1020060118838

Imprint, UV, Diffuse, Light Diffusion

Description

확산부재 및 이를 이용한 패턴형성장치{Diffusion tool and pattern forming appratus} Diffusion member and pattern forming apparatus using same {Diffusion tool and pattern forming appratus}

도 1은 본 발명에 따른 패턴형성장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing a pattern forming apparatus according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 패턴형성장치에 의해 임프린트 공정이 이루어지는 동작을 나타낸 작동도이다.2 is an operation diagram showing an operation in which an imprint process is performed by the pattern forming apparatus according to the present invention.

도 3은 도 2의 A영역을 확대한 확대도이다.FIG. 3 is an enlarged view illustrating region A of FIG. 2.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴형성장치를 나타낸 구성도이다. 4 is a block diagram showing a pattern forming apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 패턴형성장치에 의해 임프린트 공정이 이루어지는 동작을 나타낸 작동도이다.5 is an operation diagram showing an operation in which an imprint process is performed by the pattern forming apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 B영역을 확대한 확대도이다. FIG. 6 is an enlarged view illustrating region B of FIG. 5.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]

10: 확산부재 100: 제 1챔버 10: diffusion member 100: first chamber

103: 자외선부 110: 승강부103: ultraviolet ray unit 110: elevation unit

120: 제 2챔버 123: 가열기120: second chamber 123: heater

본 발명은 확산부재 및 이를 이용한 패턴형성장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 확산부재를 사용하여 자외선을 확산시키는 확산부재 및 패턴형성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a diffusion member and a pattern forming apparatus using the same, and more particularly, to a diffusion member and a pattern forming apparatus for diffusing ultraviolet rays using the diffusion member.

최근 전자제품들은 소비자의 요구에 따라 다양한 기능을 구비하며 소형화, 고집적화, 경량화되는 추세이다. 이에 따라 전자부품들도 다기능 및 소형화가 요구되면서 기판에 고집적, 고밀도화된 패턴을 형성하는 기술의 필요성이 증대되고 있다. 패터닝 기술로는 포토마스크(photomask)를 이용하여 빛을 선택적으로 포토레지스트 상에 조사하는 포토리소그래피(photolithography), 빛보다 짧은 파장을 이용하는 전자빔 리소그래피(e-beam lithography)와 엑스선 리소그래피(x-ray lithogrraph), 탐침을 이용해 기판을 국부적으로 변형하거나 산화시켜 패턴을 형성하는 주사탐침 리소그래피(scanning probe lithography), 스탬프로 가압하여 패턴을 형성하는 임프린트 리소그래피(imprint lithography)등의 기술이 있다. Recently, electronic products have various functions according to the demands of consumers, and are tending to be compact, highly integrated, and lightweight. Accordingly, as electronic components are required to be multifunctional and miniaturized, the necessity of a technology for forming a highly integrated and high density pattern on a substrate is increasing. Patterning techniques include photolithography in which light is selectively irradiated onto the photoresist using a photomask, electron beam lithography and x-ray lithogrraph using shorter wavelengths than light. Techniques such as scanning probe lithography, which locally deforms or oxidizes a substrate using a probe to form a pattern, and imprint lithography, which presses a stamp to form a pattern.

이러한 기술 중 임프린트 리소그래피 기술은 스탬프로 가압하여 패턴을 프린트하는 방법이기 때문에 다른 기술들에 비해 공정시간이 짧고, 제작단가가 낮아 제품생산에 많이 이용되고 있다. 임프린트 리소그래피 기술은 크게 열적 임프린트 리소그래피와 UV 임프린트 리소그래피로 나뉘어질 수 있다. 열적 임프린트 리소그래피는 패턴형성을 위해 고분자층을 가열하여 유동성을 준 후 스탬프로 물리적인 가 압을 하는 방법이고, UV 임프린트 리소그래피는 점도가 낮은 액체를 스탬프로 가압하여 UV를 통해 경화하는 방식이다. 이때 UV의 조사가 고분자 층에 균일하게 조사되지 않으면 경화불량이 발생하며 고분자 층의 내부에 기포가 발생하거나 고분자 표면층에 주름이 형성되어 물성이 저하되므로 안정된 패턴을 가진 제품을 생산하기 어려운 문제점이 있다. Among these technologies, the imprint lithography technique is a method of printing a pattern by pressing with a stamp, and thus, the process time is shorter and the manufacturing cost is lower than that of other technologies, and thus it is widely used for production of products. Imprint lithography techniques can be broadly divided into thermal imprint lithography and UV imprint lithography. Thermal imprint lithography is a method in which a polymer layer is heated to give fluidity and then physically pressurized with a stamp. UV imprint lithography is a method in which a liquid having low viscosity is pressed with a stamp and cured through UV. At this time, if UV irradiation is not uniformly irradiated on the polymer layer, hardening defects occur, bubbles are generated inside the polymer layer, or wrinkles are formed on the polymer surface layer. .

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 확산부재를 사용하여 자외선의 균일한 조사가 이루어지도록 하는 확산부재 및 이를 이용한 패턴형성장치를 제공하는데 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a diffusion member and a pattern forming apparatus using the same to make a uniform irradiation of ultraviolet rays using a diffusion member.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 패턴형성장치는 제 1챔버, 상기 제 1챔버와 결합하여 임프린트 공정이 이루어지는 공정공간을 형성하는 제 2챔버, 상기 공정공간에서 기판의 패턴을 경화시키기 위해 자외선을 조사하는 자외선부, 상기 자외선부에서 조사되는 자외선을 확산시키는 확산부재 및 상기 확산부재에 의해 확산된 자외선이 투과되고, 상기 기판에 형성할 패턴이 각인된 스탬프를 구비한다. The pattern forming apparatus according to the present invention for achieving the above object is a first chamber, a second chamber to form a process space in which the imprint process is combined with the first chamber, to cure the pattern of the substrate in the process space And a stamp in which an ultraviolet ray portion for radiating ultraviolet rays, a diffusion member for diffusing the ultraviolet ray radiated from the ultraviolet ray portion, and ultraviolet rays diffused by the diffusion member are transmitted, and a pattern to be formed on the substrate is inscribed.

상기 자외선부가 상기 제 1챔버에 위치시 상기 확산부재는 상기 자외선부와 상기 스탬프 사이에 위치할 수 있다. The diffusion member may be positioned between the ultraviolet portion and the stamp when the ultraviolet portion is positioned in the first chamber.

상기 스탬프는 투명소재인 유리(glass), 석영(quartz), PDMC, 폴리머 계열 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. The stamp may be made of any one of a transparent material, glass, quartz, PDMC, or polymer series.

상기 자외선부가 상기 제 2챔버에 위치시 상기 확산부재는 상기 자외선부와 상기 기판 사이에 위치할 수 있다. The diffusion member may be located between the ultraviolet portion and the substrate when the ultraviolet portion is positioned in the second chamber.

상기 확산부재는 상기 자외선을 확산시키기 위한 프리즘 시트로 이루어질 수 있다. The diffusion member may be formed of a prism sheet for diffusing the ultraviolet rays.

상기 확산부재는 상기 자외선을 확산시키기 위한 확산 필름으로 이루어질 수 있다. The diffusion member may be formed of a diffusion film for diffusing the ultraviolet rays.

상기 확산부재는 복수개로 적층되어 이루어질 수 있다. The diffusion member may be stacked in a plurality.

상기 확산부재는 폴리카보네이트 수지, 폴리올래핀계 수지, 염화비닐 수지 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. The diffusion member may be made of any one of polycarbonate resin, polyolefin resin, and vinyl chloride resin.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 확산부재 및 이를 이용한 패턴형성장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a diffusion member and a pattern forming apparatus using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패턴형성장치를 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 패턴형성장치는 제 1챔버(100), 제 1챔버(100)와 결합하여 임프린트 공정이 수행되는 밀폐된 공정공간(130)을 형성하는 제 2챔버(120), 밀폐된 공정공간(130)에서 스탬프(11)가 기판(20)을 가압시 자외선을 조사하는 자외선부(103), 자외선부(103)에서 방출되는 자외선을 확산시키는 확산부재(10), 기판에 패턴을 형성하는 스탬프(11)를 구비한다. 1 is a block diagram showing a pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the pattern forming apparatus is coupled to the first chamber 100 and the first chamber 100 to form a sealed second chamber 120 to form a closed process space 130 in which an imprint process is performed. In the process space 130, the stamp 11 presses the substrate 20, the ultraviolet portion 103 for irradiating the ultraviolet rays, the diffusion member 10 for diffusing the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet portion 103, the pattern on the substrate The stamp 11 is provided.

제 1챔버(100)의 내부에는 스탬프 척 플레이트(102)가 마련된다. 스탬프 척 플레이트(102)는 지지바(101)와 연결되어 제 1챔버(100)에 지지된다. 지지바(101)는 제 1챔버(100)가 제 2챔버(120)와 결합하여 공정공간(130)을 형성하고, 임프린트 공정을 수행하기 위해 하강 및 상승시 기판(20)에 대한 스탬프(11)의 편평도를 유지시킨다. 이때 스탬프(11)와 기판(20) 사이의 간격을 측정할 수 있는 리니어 게이지(미도시)가 마련될 수 있다.The stamp chuck plate 102 is provided inside the first chamber 100. The stamp chuck plate 102 is connected to the support bar 101 and is supported by the first chamber 100. The support bar 101 is a stamp 11 for the substrate 20 when the first chamber 100 is combined with the second chamber 120 to form a process space 130, and to lower and raise to perform an imprint process. Maintain flatness of). In this case, a linear gauge (not shown) capable of measuring a gap between the stamp 11 and the substrate 20 may be provided.

계속해서 스탬프 척 플레이트(102)는 기판(20)을 경화시키기 위한 자외선을 조사하는 자외선부(103)와 조사되는 자외선을 확산시키는 확산부재(10), 확산부재(10)에 의해 확산된 자외선을 투과시키며 기판(20)에 패턴을 형성하는 스탬프(11)를 구비한다. 자외선부(103)에는 자외선 램프가 설치될 수 있으며 스탬프(11)는 자외선부(103)에서 조사하는 자외선을 투과시키기 위해 투명소재로 이루어질 수 있다. Subsequently, the stamp chuck plate 102 receives the ultraviolet rays 103 for irradiating the ultraviolet rays for curing the substrate 20, the diffusing member 10 for diffusing the irradiated ultraviolet rays, and the ultraviolet rays diffused by the diffusing member 10. A stamp 11 is formed to transmit and form a pattern on the substrate 20. An ultraviolet lamp 103 may be installed in the ultraviolet light 103, and the stamp 11 may be made of a transparent material to transmit ultraviolet light emitted from the ultraviolet light 103.

또한 제 1챔버(100)의 상부에는 복수의 카메라(105)가 구비된다. 카메라(105)는 제 1챔버(100)를 관통하는 관통홀(106)과 연결되어 기판(20)의 표시된 정렬마크(미도시)를 확인한다. In addition, a plurality of cameras 105 are provided on the first chamber 100. The camera 105 is connected to the through hole 106 penetrating the first chamber 100 to confirm the marked alignment mark (not shown) of the substrate 20.

제 1챔버(100)는 공정공간(130)을 형성하도록 제 1챔버(100)를 수직이동시켜 제 2챔버(120)와 결합시키고, 공정 종료후에는 기판(20)의 반출을 위해 공정공간(130)을 개방하는 승강부(110)를 구비한다. 승강부(110)는 스크류, 리니어 엑츄에이터를 사용할 수 있다. The first chamber 100 vertically moves the first chamber 100 to form the process space 130 to be coupled to the second chamber 120. After the process is completed, the first chamber 100 may carry out a process space for carrying out the substrate 20. An elevator 110 for opening 130 is provided. The lifting unit 110 may use a screw or linear actuator.

승강부(110)는 제 1챔버(100)가 수직이동될 수 있도록 동력을 제공하는 구동모터(112)와 구동모터(112)에서 제공하는 힘을 제 1챔버(100)에 전달하는 동력 축(111)을 구비한다. The elevating unit 110 may include a driving motor 112 that provides power to vertically move the first chamber 100, and a power shaft that transmits the force provided by the driving motor 112 to the first chamber 100. 111).

제 2챔버(120)는 지지축(121)에 의해 지지되며 내부에는 스테이지(122)가 구비된다. 스테이지(122)는 기판(20)이 안착되는 기판 척(124)과 기판(20)을 척(124)으로부터 분리하기 위한 리프트부(127)를 구비한다. 기판 척(124)으로는 정전척을 사용할 수 있으며 정전척에 남아있는 정전력으로 인해 기판(20)의 분리가 이루어지지 않을 경우 리프트부(127)가 상승하여 정전척으로부터 기판(20)을 분리시킬 수 있다. The second chamber 120 is supported by the support shaft 121 and has a stage 122 therein. The stage 122 includes a substrate chuck 124 on which the substrate 20 is seated and a lift 127 for separating the substrate 20 from the chuck 124. As the substrate chuck 124, an electrostatic chuck may be used, and when the substrate 20 is not separated due to the electrostatic force remaining in the electrostatic chuck, the lift unit 127 is raised to separate the substrate 20 from the electrostatic chuck. You can.

또한 제 2챔버(120)의 스테이지(122)에는 기판(20)을 가열하여 기판(20)의 감광막(21)에 유동성을 주는 가열기(123)가 설치된다. 기판(20)의 가열이 이루어진 후에 스탬프(11)로 기판(20)을 가압하면 기판(20)의 감광막(21)에 스탬프(11)의 패턴이 임프린트 된다. In addition, the stage 122 of the second chamber 120 is provided with a heater 123 for heating the substrate 20 to give fluidity to the photosensitive film 21 of the substrate 20. When the substrate 20 is pressurized by the stamp 11 after the substrate 20 is heated, the pattern of the stamp 11 is imprinted on the photosensitive film 21 of the substrate 20.

한편, 제 2챔버(120)의 하측에는 스탬프(11)와 기판(20)의 정렬을 위한 복수 개의 조명장치(126)가 구비된다. 조명장치(126)는 조명홀(125)을 통해 광을 조사하여 기판(20)에 새겨진 정렬마크를 카메라(105)가 촬영할 수 있도록 한다.On the other hand, the lower side of the second chamber 120 is provided with a plurality of lighting devices 126 for the alignment of the stamp 11 and the substrate 20. The lighting device 126 irradiates light through the lighting hole 125 to allow the camera 105 to photograph the alignment mark engraved on the substrate 20.

제 2챔버(120)의 외부에는 제 1챔버(100)가 제 2챔버(120)와 결합시 형성되는 공정공간(130)을 진공분위기로 만들고, 가스를 주입하여 스탬프(11)와 기판(20)의 가압을 조절하는 압력조절펌프(129)가 구비된다. Outside the second chamber 120, the process chamber 130, which is formed when the first chamber 100 is combined with the second chamber 120, is made into a vacuum atmosphere, and a gas is injected to the stamp 11 and the substrate 20. Pressure control pump 129 for adjusting the pressure of the) is provided.

압력조절펌프(129)는 공정공간(130)과 연결되는 압력조절관(128)을 구비한다. 압력조절펌프(129)는 압력조절관(128)을 통해 기체를 배기하여 임프린트 공정이 진공에서 이루어지도록 하고, 공정가스를 주입하여 스탬프(11)와 기판(20)의 가 압이 이루어지도록 한다. The pressure regulating pump 129 has a pressure regulating tube 128 connected to the process space 130. The pressure regulating pump 129 exhausts gas through the pressure regulating tube 128 so that the imprint process is performed in a vacuum, and injects process gas to pressurize the stamp 11 and the substrate 20.

압력조절펌프(129)는 드라이펌프(Dry vacuum pump), 터보분자펌프(Turbomolecular pump), 메카니컬 부스터 펌프(Mechanical booster pump)를 사용할 수 있다. 또한 압력조절펌프(129)가 주입하는 공정가스는 화학반응이 일어나지 않는 불활성 기체인 아르곤, 질소, 네온, 크립톤 등이 사용될 수 있다. The pressure regulating pump 129 may use a dry vacuum pump, a turbomolecular pump, a mechanical booster pump. In addition, the process gas injected by the pressure regulating pump 129 may be an inert gas, such as argon, nitrogen, neon, krypton, or the like, in which a chemical reaction does not occur.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 패턴 형성장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the pattern forming apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명에 따른 패턴형성장치에 의해 임프린트 공정이 이루어지는 동작을 나타낸 작동도이다.2 is an operation diagram showing an operation in which an imprint process is performed by the pattern forming apparatus according to the present invention.

우선 스탬프 척(104)에 확산부재(10)와 스탬프(11)를 위치시키고, 기판 척(124)에 기판(20)을 안착시킨다. 이후 제 1챔버(100)는 승강부(110)에 의해 제 2챔버(200)와 결합하여 공정공간(130)을 마련하게 된다. 임프린트 공정은 패턴 형성시 발생할 수 있는 기포를 방지하기 위해 진공분위기에서 수행되어야 한다. 따라서 공정공간(130)을 진공분위기로 형성하기 위해 압력조절펌프(129)가 작동하여 공정공간(130)의 기체를 배기시킨다. First, the diffusion member 10 and the stamp 11 are positioned on the stamp chuck 104, and the substrate 20 is seated on the substrate chuck 124. Thereafter, the first chamber 100 is combined with the second chamber 200 by the lifting unit 110 to provide a process space 130. The imprint process should be carried out in a vacuum atmosphere to avoid bubbles that may occur during pattern formation. Therefore, in order to form the process space 130 in a vacuum atmosphere, the pressure control pump 129 operates to exhaust the gas in the process space 130.

계속해서 기판(20)을 가열하고, 스탬프 척(104)으로부터 확산부재(10)와 스탬프(11)를 분리하여 기판(20) 상에 낙하시키면 스탬프(11)와 기판(20)이 합착된다. 이후 스탬프(11)가 기판(20)을 가압하여 각인된 패턴이 기판(20)에 임프린트될 수 있도록 압력조절펌프(129)가 공정공간(130)에 공정가스를 주입하여 공정공간(130)의 압력을 상승시킨다. Subsequently, when the substrate 20 is heated, the diffusion member 10 and the stamp 11 are separated from the stamp chuck 104 and dropped on the substrate 20, the stamp 11 and the substrate 20 are bonded to each other. Thereafter, the pressure regulating pump 129 injects the process gas into the process space 130 so that the stamp 11 presses the substrate 20 to imprint the imprinted pattern on the substrate 20. Raise the pressure.

이때 자외선부(103)에서는 기판(20)을 경화시키기 위한 자외선이 조사되며 상기 자외선은 확산부재(10)에 의해 확산되어 패턴이 형성된 기판(20)을 경화시킨다. 자외선이 스탬프(11)와 합착된 기판(20)을 경화시키기 위해서는 스탬프(11)는 투명재질로 이루어져야한다. At this time, the ultraviolet ray 103 is irradiated with ultraviolet rays for curing the substrate 20 and the ultraviolet rays are diffused by the diffusion member 10 to cure the substrate 20 having the pattern. In order to cure the substrate 20 bonded with the stamp 11, the stamp 11 must be made of a transparent material.

이후 기판(20)의 경화가 이루어지면 기판(20)으로부터 확산부재(10) 및 스탬프(11)를 분리하고, 제 1챔버(100)를 상승시킨다.After the curing of the substrate 20, the diffusion member 10 and the stamp 11 are separated from the substrate 20, and the first chamber 100 is raised.

도 3은 도 2의 A영역을 확대한 확대도이다.FIG. 3 is an enlarged view illustrating region A of FIG. 2.

도 3에 도시된 바와 같이 합착된 스탬프(11)와 기판(20)의 상부에는 자외선부(103)가 위치한다. 자외선부(103)에는 자외선 램프가 장착되며 자외선부(103)에서 방출되는 자외선은 확산부재(10)에 의해 확산되어 스탬프(11)에 조사된다. 이때 방출된 자외선이 기판(20)에 조사되기 위해서는 스탬프(11)는 투명 소재로 이루어져야 한다. As shown in FIG. 3, the UV unit 103 is positioned on the bonded stamp 11 and the substrate 20. The ultraviolet ray unit 103 is equipped with an ultraviolet lamp, and the ultraviolet ray emitted from the ultraviolet ray unit 103 is diffused by the diffusion member 10 and irradiated onto the stamp 11. In this case, in order for the emitted ultraviolet rays to be irradiated onto the substrate 20, the stamp 11 should be made of a transparent material.

자외선부(103)에서 방출하는 자외선을 확산시키기 위한 확산부재(10)의 하면에는 확산된 자외선을 투과시켜 기판(20)에 전달하며 기판(20)의 감광면(21)에 임프린트 되는 패턴이 각인된 스탬프(11)가 위치한다. 확산부재(10)는 기판(20)이 안정된 패턴을 가질 수 있도록 자외선을 균일하게 조사하는 역할을 하며 확산시트, 프리즘 시트로 구성될 수 있다. 또한 스탬프(11)는 투명소재인 석영(quartz)이나 유리(glass)로 이루어질 수 있다. Patterns imprinted on the photosensitive surface 21 of the substrate 20 are imprinted on the lower surface of the diffusion member 10 for diffusing the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet ray 103 to transmit the diffused ultraviolet rays to the substrate 20. The stamp 11 is located. The diffusion member 10 serves to irradiate ultraviolet rays uniformly so that the substrate 20 has a stable pattern, and may be composed of a diffusion sheet and a prism sheet. In addition, the stamp 11 may be made of quartz or glass, which is a transparent material.

자외선부(103)는 면광원이 아니기 때문에 기판(20)에 균일한 자외선을 조사하기 위해서는 자외선부(103)에서 방출되는 자외선을 균일하면서 밝게 만들어 주는 확산부재(10)가 중요하다. 확산부재(10)는 자외선을 집광하여 정면 휘도를 향상시킬 수 있으며 자외선부(103)로부터 유입된 자외선을 산란시켜 기판(20)의 표면 전반에 균일한 형태로 확산시킬 수 있다.Since the ultraviolet ray unit 103 is not a surface light source, in order to irradiate the ultraviolet ray uniformly to the substrate 20, the diffusion member 10 that makes the ultraviolet ray emitted from the ultraviolet ray unit 103 uniform and bright is important. The diffusion member 10 may condense ultraviolet rays to improve front brightness, and may diffuse the ultraviolet rays introduced from the ultraviolet portion 103 to spread uniformly over the entire surface of the substrate 20.

확산부재(10)는 스탬프 척(104)과 가스 등의 매체를 거치면서 저하된 휘도를 굴절 및 집광시켜 휘도를 높여주게 된다. 확산부재(10)는 질량이 가볍고, 임프린트 공정시 공정공간(130)의 온도를 견뎌낼 수 있을 정도로 열에 강하며 균열되지 않도록 견고해야한다. The diffusion member 10 refractes and condenses the lowered luminance while passing through the stamp chuck 104 and a medium such as gas to increase the luminance. Diffusion member 10 is light in mass, strong enough to withstand the temperature of the process space 130 during the imprint process and must be strong so as not to crack.

또한 광학적으로 빛의 효율과 좋은 명암비율, 빛의 분산과 밝기를 나타내는 휘도가 좋아야하며 가스나 수분에 변성되지 않아야 한다. 확산부재(10)는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리올린계, 염화비닐 수지의 시트나 필름으로 이루어질 수 있다. In addition, the optical efficiency of light, good contrast ratio, the brightness of the light dispersion and brightness should be good, and should not be denatured in gas or moisture. The diffusion member 10 may be made of a sheet or a film of polycarbonate, polyester, polyolin-based, vinyl chloride resin.

자외선부(103) 자외선이 발생하면 확산부재(10)에 다다른 자외선은 약간의 굴절이 발생되며 확산부재(10) 내부로 진행하게 된다. 확산부재(10) 내부에서 자외선은 다시 반사와 분산을 반복하여 진행하고, 이 과정으로 인해 표면전체에 일정한 밝기가 형성된 자외선은 스탬프(11)을 투과하여 기판(20)에 골고루 조사되어 기판(20)을 경화시킨다. Ultraviolet rays 103 When ultraviolet rays are generated, the ultraviolet rays reaching the diffusion member 10 are slightly refracted and proceed to the inside of the diffusion member 10. In the diffusion member 10, the ultraviolet rays are repeatedly reflected and dispersed again, and the ultraviolet rays formed with a constant brightness over the entire surface of the diffusion member 10 are transmitted through the stamp 11 to be uniformly irradiated onto the substrate 20 so that the substrate 20 ) Harden.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴형성장치를 나타낸 구성도이다. 4 is a block diagram showing a pattern forming apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 패턴형성장치는 제 1챔버(200), 제 1챔버와 결합하여 임프린트 공정이 수행되는 밀폐된 공정공간(240)을 형성하는 제 2챔버(220), 밀 폐된 공정공간(240)에서 임프린트 공정시 자외선을 조사하는 자외선부(225), 자외선부(225)에서 조사되는 자외선을 확산시키는 확산부재(43), 패턴이 형성되는 기판(40)을 구비한다. As shown in FIG. 4, the pattern forming apparatus includes a first chamber 200 and a second chamber 220 which are combined with the first chamber to form a closed process space 240 in which an imprint process is performed, and a closed process space. An ultraviolet unit 225 for irradiating ultraviolet rays during the imprint process at 240, a diffusion member 43 for diffusing the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet unit 225, and a substrate 40 on which a pattern is formed.

제 1챔버(200)의 내부에는 스탬프 척 플레이트(202)가 마련된다. 스탬프 척 플레이트(202)는 지지바(201)와 연결되어 제 1챔버(200)에 지지된다. 지지바(201)는 제 1챔버(200)의 하강 및 상승시 기판(40)에 대한 스탬프(30)의 편평도를 유지시킨다. 이때 스탬프(30)와 기판(40) 사이의 간격을 측정할 수 있는 리니어 게이지(미도시)가 마련될 수 있다.The stamp chuck plate 202 is provided inside the first chamber 200. The stamp chuck plate 202 is connected to the support bar 201 and is supported by the first chamber 200. The support bar 201 maintains the flatness of the stamp 30 relative to the substrate 40 when the first chamber 200 descends and rises. In this case, a linear gauge (not shown) capable of measuring a gap between the stamp 30 and the substrate 40 may be provided.

계속해서 스탬프 척 플레이트(202)는 스탬프(30)를 부착시키기 위한 스탬프 척(203)을 구비한다. 스탬프 척(203)은 유도기전력을 이용하여 스탬프(30)를 부착시키는 정전척을 사용할 수 있으며, 진공력으로 흡착하는 진공흡착척을 사용할 수도 있다. 또한 제 1챔버(200)의 상부에는 복수의 카메라(204)가 구비된다. 카메라(204)는 제 1챔버(200)를 관통하는 관통홀(205)과 연결되어 기판(40)의 표시된 정렬마크(미도시)를 확인한다. Subsequently, the stamp chuck plate 202 has a stamp chuck 203 for attaching the stamp 30. The stamp chuck 203 may use an electrostatic chuck that attaches the stamp 30 by using an induced electromotive force, or may use a vacuum suction chuck that adsorbs by vacuum force. In addition, a plurality of cameras 204 are provided on the first chamber 200. The camera 204 is connected to the through hole 205 penetrating the first chamber 200 to confirm the marked alignment mark (not shown) of the substrate 40.

제 1챔버(200)는 공정공간(240)을 형성하도록 제 1챔버(200)를 수직이동시켜 제 2챔버(220)와 결합시키고, 공정 종료후에는 기판(40)의 반출을 위해 공정공간(240)을 개방하는 승강부(210)를 구비한다. 승강부(210)는 제 1챔버(200)가 수직이동될 수 있도록 동력을 제공하는 구동모터(212)와 구동모터(212)에서 제공하는 힘을 제 1챔버(200)에 전달하는 동력축(211)으로 구성되며 스크류, 리니어 엑츄에이터를 사용할 수 있다. The first chamber 200 vertically moves the first chamber 200 to form the process space 240 to be coupled to the second chamber 220. After completion of the process, the first chamber 200 may be used to carry out the substrate 40. A lift unit 210 that opens 240 is provided. The lifting unit 210 may include a driving shaft 212 that provides power to vertically move the first chamber 200 and a power shaft that transmits the force provided by the driving motor 212 to the first chamber 200. 211), screw, linear actuator can be used.

제 2챔버(220)는 지지축(221)에 의해 지지되며 내부에는 스테이지(222)가 구비된다. 스테이지(222)는 확산부재(43)와 기판이(40)이 안착되는 기판 척(224)과 기판(40)을 척(224)으로부터 분리하기 위한 리프트부(228)를 구비한다. 기판 척(224)은 자외선부(225)에서 조사되는 자외선이 투과될 수 있도록 투명 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. The second chamber 220 is supported by the support shaft 221 and is provided with a stage 222 therein. The stage 222 includes a substrate chuck 224 on which the diffusion member 43 and the substrate 40 are seated, and a lift 228 for separating the substrate 40 from the chuck 224. The substrate chuck 224 is preferably made of a transparent material so that ultraviolet rays emitted from the ultraviolet portion 225 can be transmitted.

또한 제 2챔버(220)의 스테이지(222)에는 기판(40)을 가열하여 기판(40)의 감광막(41)에 유동성을 주는 가열기(미도시)가 설치되고, 임프린트 공정이 이루어진 후에 기판(40)을 경화시키는 자외선부(225)가 구비된다. In addition, the stage 222 of the second chamber 220 is provided with a heater (not shown) for heating the substrate 40 to give fluidity to the photosensitive film 41 of the substrate 40, and after the imprint process is performed, the substrate 40 ) Is provided with an ultraviolet ray unit 225.

계속해서 제 2챔버(220)의 하측에는 스탬프(30)와 기판(40)의 정렬을 위한 복수 개의 조명장치(227)가 구비된다. 조명장치(227)는 조명홀(226)을 통해 광을 조사하여 기판(40)에 새겨진 정렬마크(미도시)를 카메라(204)가 촬영할 수 있도록 한다.Subsequently, a plurality of lighting devices 227 for aligning the stamp 30 and the substrate 40 are provided below the second chamber 220. The lighting device 227 irradiates light through the lighting hole 226 so that the camera 204 photographs an alignment mark (not shown) engraved on the substrate 40.

제 2챔버(220)의 외부에는 제 1챔버(200)가 제 2챔버(200)와 결합시 형성되는 공정공간(240)을 진공분위기로 만들고, 가스를 주입하여 스탬프(30)와 기판(40)의 가압을 조절하는 압력조절펌프(230)가 구비된다. 압력조절펌프(230)는 공정공간(240)과 연결되는 압력조절관(229)을 구비한다. Outside the second chamber 220, the process chamber 240, which is formed when the first chamber 200 is combined with the second chamber 200, is made into a vacuum atmosphere, and a gas is injected to the stamp 30 and the substrate 40. Pressure control pump 230 for adjusting the pressure of the) is provided. The pressure control pump 230 has a pressure control tube 229 connected to the process space 240.

이하에서는 본 발명의 실시예에 또 다른 패턴 형성장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of another pattern forming apparatus in an embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명에 따른 패턴형성장치에 의해 임프린트 공정이 이루어지는 동작을 나타낸 작동도이다.5 is an operation diagram showing an operation in which an imprint process is performed by the pattern forming apparatus according to the present invention.

우선 스탬프 척(203)에 스탬프(30)를 부착시키고, 기판 척(224)에 확산부재(43)와 기판(40)을 안착시킨다. 이후 제 1챔버(200)가 제 2챔버(220)와 결합하여 공정공간(240)을 마련하면 압력조절펌프(230)가 공정공간(240)의 기체를 배기시켜 공정공간(240)을 진공분위기로 만든다. 계속해서 기판(40)의 감광막(41)이 가열되어 유동성이 생기면 스탬프 척(203)으로부터 스탬프(30)를 분리하여 기판(40) 상에 낙하시킨다. First, the stamp 30 is attached to the stamp chuck 203, and the diffusion member 43 and the substrate 40 are seated on the substrate chuck 224. Thereafter, when the first chamber 200 is combined with the second chamber 220 to provide the process space 240, the pressure regulating pump 230 exhausts the gas in the process space 240 to vacuum the process space 240. Make it. Subsequently, when the photosensitive film 41 of the board | substrate 40 is heated and fluidity arises, the stamp 30 is isolate | separated from the stamp chuck 203, and it falls on the board | substrate 40. FIG.

이후 압력조절펌프(230)가 공정공간(240)에 가스를 주입하면 가스의 압력으로 스탬프(30)가 기판(40)을 가압하면서 스탬프(30)의 패턴이 기판(40)에 임프린트 된다. 이때 자외선부(225)에서는 자외선이 방출되며 확산부재(43)에 의해 확산된 자외선이 기판(40)을 경화시킨다. 기판(40)의 경화가 이루어지면 기판(40)으로부터 스탬프(30)를 분리하고, 제 1챔버(200)를 상승시킨다.Thereafter, when the pressure regulating pump 230 injects gas into the process space 240, the pattern of the stamp 30 is imprinted onto the substrate 40 while the stamp 30 pressurizes the substrate 40 by the pressure of the gas. In this case, ultraviolet rays are emitted from the ultraviolet portion 225, and the ultraviolet rays diffused by the diffusion member 43 cure the substrate 40. When the substrate 40 is hardened, the stamp 30 is separated from the substrate 40, and the first chamber 200 is raised.

도 6은 도 5의 B영역을 확대한 확대도이다. FIG. 6 is an enlarged view illustrating region B of FIG. 5.

도 6에 도시된 바와 같이 합착된 기판(40)과 스탬프(30)의 하면에는 확산부재(43)가 부착되며 확산부재(43)의 하부에는 자외선부(225)가 위치한다. 자외선부(225)는 자외선 램프로 이루어질 수 있으며 자외선부(225)에서 조사된 자외선은 확산부재(43)를 투과하여 기판(40)으로 향하게 된다. As shown in FIG. 6, the diffusion member 43 is attached to the bottom surface of the bonded substrate 40 and the stamp 30, and the ultraviolet portion 225 is positioned below the diffusion member 43. The ultraviolet unit 225 may be formed of an ultraviolet lamp, and the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet unit 225 pass through the diffusion member 43 and are directed toward the substrate 40.

기판(40)의 하면에는 자외선부(225)에서 조사하는 자외선을 확산시키기 위한 확산부재(43)가 설치된다. 확산부재(43)는 임프린트 공정이 이루어진 감광막(41)이 경화되어 안정된 패턴이 형성될 수 있도록 균일한 자외선을 조사한다. 확산부재(43)는 도광판, 확산시트, 프리즘 시트 등으로 구성될 수 있으며 폴리카보네이트 수지, 폴리올래핀계 수지, 염화비닐 수지의 소재로 이루어질 수 있다. The lower surface of the substrate 40 is provided with a diffusion member 43 for diffusing the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet portion 225. The diffusion member 43 irradiates uniform ultraviolet rays so that the photosensitive film 41 subjected to the imprint process is cured to form a stable pattern. The diffusion member 43 may be formed of a light guide plate, a diffusion sheet, a prism sheet, or the like, and may be made of a polycarbonate resin, a polyolefin resin, or a vinyl chloride resin.

기판(40)의 하면에 조사된 자외선을 최대한 투과시키며 일정한 자외선의 분포도와 좋은 명도를 얻으려면 확산부재(43)의 특성이 매우 중요하며 확산부재(43)는 화학적으로 안정해야 하며 자외선 파장의 변화가 일어나지 않도록 자외선을 그대로 반사 및 굴절하여 분산시켜야 한다. In order to transmit the ultraviolet rays irradiated to the lower surface of the substrate 40 to the maximum, and to obtain a uniform distribution of ultraviolet rays and good brightness, the characteristics of the diffusion member 43 are very important, and the diffusion member 43 should be chemically stable and the change of the ultraviolet wavelength Ultraviolet rays should be reflected and refracted and dispersed to prevent them from occurring.

자외선부(225)에서 자외선이 발생하면 확산부재(43)에 다다른 자외선은 굴절되어 확산부재(43)의 내부로 진행된다. 확산부재(43)에서 자외선은 반사와 분산을 반복하면서 전체적으로 일정한 밝기를 가지게 된다. 이후 일정한 밝기의 자외선이 기판(40)에 조사되어 기판(40)의 감광막(41)이 안정적으로 경화된다. When ultraviolet rays are generated in the ultraviolet portion 225, the ultraviolet rays reaching the diffusion member 43 are refracted to proceed to the inside of the diffusion member 43. Ultraviolet rays in the diffusion member 43 have a constant brightness as a whole while repeating reflection and dispersion. Subsequently, ultraviolet rays of constant brightness are irradiated onto the substrate 40 so that the photosensitive film 41 of the substrate 40 is stably cured.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 확산부재 및 이를 이용한 패턴형성장치는 확산부재를 사용하여 기판의 감광막에 균일한 휘도의 자외선 조사가 이루어지도록 하여 경화불량을 방지하고, 이에 따라 안정된 패턴이 형성되어 제품의 품질효율을 높이는 효과가 있다. As described above, the diffusion member according to the present invention and the pattern forming apparatus using the same prevent ultraviolet curing of uniform luminance to be applied to the photosensitive film of the substrate by using the diffusion member, thereby preventing curing failure, and thus a stable pattern is formed. It has the effect of improving product quality efficiency.

Claims (8)

제 1챔버;A first chamber; 상기 제 1챔버와 수직방향으로 결합하여 임프린트 공정이 이루어지는 공정공간을 형성하는 제 2챔버;A second chamber coupled to the first chamber in a vertical direction to form a process space in which an imprint process is performed; 상기 공정공간에서 기판의 패턴을 경화시키기 위해 자외선을 조사하는 자외선부; An ultraviolet unit irradiating ultraviolet rays to cure the pattern of the substrate in the process space; 상기 자외선부에서 조사되는 자외선을 확산시키는 확산부재; 및A diffusion member for diffusing the ultraviolet rays radiated from the ultraviolet portion; And 상기 확산부재에 의해 확산된 자외선이 투과되고, 상기 기판에 형성할 패턴이 각인된 스탬프를 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치. And a stamp in which ultraviolet rays diffused by the diffusion member are transmitted and the pattern to be formed on the substrate is stamped. 제 1항에 있어서, 상기 자외선부가 상기 제 1챔버에 위치시 상기 확산부재는 상기 자외선부와 상기 스탬프 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.The pattern forming apparatus of claim 1, wherein the diffusion member is positioned between the ultraviolet portion and the stamp when the ultraviolet portion is positioned in the first chamber. 제 2항에 있어서, 상기 스탬프는 투명소재인 유리(glass), 석영(quartz), PDMC, 폴리머 계열 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.The pattern forming apparatus of claim 2, wherein the stamp is made of any one of transparent material, glass, quartz, PDMC, and polymer. 제 1항에 있어서, 상기 자외선부가 상기 제 2챔버에 위치시 상기 확산부재는 상기 자외선부와 상기 기판 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.The pattern forming apparatus of claim 1, wherein the diffusion member is positioned between the ultraviolet portion and the substrate when the ultraviolet portion is positioned in the second chamber. 제 1항에 있어서, 상기 확산부재는 상기 자외선을 확산시키기 위한 프리즘 시트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.The pattern forming apparatus of claim 1, wherein the diffusion member comprises a prism sheet for diffusing the ultraviolet rays. 제 1항에 있어서, 상기 확산부재는 상기 자외선을 확산시키기 위한 확산 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.The pattern forming apparatus of claim 1, wherein the diffusion member comprises a diffusion film for diffusing the ultraviolet light. 제 1항에 있어서, 상기 확산부재는 복수개로 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.2. The pattern forming apparatus of claim 1, wherein the diffusion members are stacked in plural. 제 1항에 있어서, 상기 확산부재는 폴리카보네이트 수지, 폴리올래핀계 수지, 염화비닐 수지 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴형성장치.The pattern forming apparatus of claim 1, wherein the diffusion member is made of any one of polycarbonate resin, polyolefin resin, and vinyl chloride resin.
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