KR101361850B1 - 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

임프린트(imprint) 방식으로 평판표시소자용 기판측에 식각 및 비식각 영역을 간편하게 구분할 수 있으며, 특히 임프린트 작업 전/후로 레진도포 작업과 경화 작업을 일괄 진행할 수 있는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치를 개시한다.

이러한 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는, 프레임과, 상기 프레임 상에 상/하로 배치되고 일정 크기로 분할된 제1 챔버케이스 및 제2 챔버케이스가 서로 결합 또는 분리되면서 개방 가능한 밀폐 공간을 형성하는 챔버부와, 상기 챔버부의 밀폐 공간 내부에 위치되며 기판측에 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 패턴면을 구비한 소프트 몰드와, 기판을 로딩하는 로딩면을 가지며 상기 소프트 몰드를 향하여 업/다운 동작이 가능하도록 상기 챔버부의 밀폐 공간에 설치되는 스테이지와, 상기 챔버부의 밀폐 공간을 가로지르는 상태로 이동하면서 상기 스테이지에 로딩된 기판측에 레진층을 형성할 수 있도록 상기 프레임 상에 설치되는 도포수단을 포함한다.

식각 및 비식각 영역 구분, 임프린트(imprint) 작업, 프레임, 기판, 소프트 몰드, 정렬수단, 챔버부, 제1 및 제2 챔버케이스, 도포수단, 슬릿노즐, 인라인 코팅방식, 경화수단, 유브이 램프, 스캔 경화방식, 작업 능률 향상

Description

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

본 발명은 임프린트 방식으로 평판표시소자용 기판측에 식각 및 비식각 영역을 간편하게 구분할 수 있으며, 특히 임프린트 작업 전/후로 레진도포 작업과 경화 작업을 일괄 진행할 수 있는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치에 관한 것이다.

평판표시소자용 기판측에 식각 및 비식각 영역을 구분하는 작업 방법 중에는 임프린트 방식이 널리 알려져 있다. 이 임프린트 방식은 소프트 몰드를 구비한 임프린트 장치로 기판측에 식각 및 비식각 영역을 직접 형성하는 것이다.

상기 임프린트 장치의 일반적인 구조를 간략하게 설명하면, 대기압 또는 진공압 분위기로 전환이 가능한 밀폐 공간을 제공하는 챔버케이스와, 기판을 로딩하는 로딩면을 가지며 상기 챔버케이스 내부에서 업/다운 동작이 가능하게 설치되는 스테이지와, 상기 챔버케이스 내부에서 상기 스테이지 위쪽에 배치되는 소프트 몰드와, 상기 소프트 몰드와 상기 기판의 합착을 위한 얼라인(align) 위치를 보정하기 위한 정렬수단을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 임프린트 장치는, 일정 두께로 레진층이 도포된 기판을 공급받아서 상기 챔버부 내부에서 상기 스테이지의 업/다운 운동시 기판과 소프트 몰드가 서로 합착되는 이른바 임프린트 동작에 의해 기판의 레진층에 식각 및 비식각 영역을 직접 구분할 수 있도록 작동된다.

그리고, 상기 챔버케이스 위쪽에는 유브이(U.V) 램프를 이용한 면상(面像) 조사체 구조의 경화수단이 구비되어 상기 기판의 레진층에 구분된 식각 및 비식각 영역을 자외선으로 경화할 수 있도록 되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 임프린트 장치로 식각 및 비식각 영역을 구분하는 작업을 진행하려면, 작업장 내에 별도의 레진도포 장치를 추가로 설치하고, 이 장치로부터 일정 두께로 레진층이 도포된 기판을 공급받도록 셋팅해야 한다. 그러므로, 작업장에서 과다한 공간을 점유하여 공간 효율성을 높이기 어려울 뿐만 아니라, 작업 공정이 복잡한 단점이 있다.

특히, 레진도포 장치측에서 임프린트 장치측으로 기판을 옮길 때 여러 가지의 문제가 발생할 수 있다.

예를들어, 레진도포 장치측에서 임프린트 장치측으로 기판을 옮기기 위한 고가의 반송수단을 구비해야 할 뿐만 아니라, 반송수단이 작동하기 위한 공간을 추가로 확보해야 한다.

그리고, 상기와 같이 두 개의 장치(레진도포 장치, 임프린트 장치) 사이로 기판을 옮기면서 임프린트 작업을 진행하는 방식은 대면적의 기판 처리시 작업 능률과 공정의 효율성이 더욱 저하될 수 있다.

또한, 기판의 반송 중에 먼지와 같은 각종 이물질들이 쉽게 달라붙어서 기판 의 오염율이 높아지고, 진동이나 충격이 전달되면서 기판이 변형 및 파손될 수 있다. 이러한 현상들은 불량 품질을 유발하는 주된 요인이 된다.

그리고, 상기 종래의 임프린트 장치에 구비되는 경화수단은, 대부분 기판 전체 면적에 대응하는 평면 크기를 가지는 면상(面像) 조사체 형태로 이루어지므로, 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 과다한 공간을 점유하여 장치의 소형화를 실현하기 어렵다.

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

본 발명의 목적은, 한 군데의 작업 영역 내에서 임프린트 작업은 물론이거니와 레진도포 작업 및 경화 작업이 가능하게 구성하여 한층 향상된 작업성 및 공간 효율성을 확보할 수 있는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,

프레임;

상기 프레임 상에 상/하로 배치되고 일정 크기로 분할된 제1 챔버케이스 및 제2 챔버케이스가 서로 결합 또는 분리되면서 개방 가능한 밀폐 공간을 형성하는 챔버부;

상기 챔버부의 밀폐 공간 내부에 위치되며 기판측에 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 패턴면을 구비한 소프트 몰드;

기판을 로딩하는 로딩면을 가지며 상기 소프트 몰드를 향하여 업/다운 동작이 가능하도록 상기 챔버부의 밀폐 공간에 설치되는 스테이지;

상기 챔버부의 밀폐 공간을 가로지르는 상태로 이동하면서 상기 스테이지에 로딩된 기판측에 레진층을 형성할 수 있도록 상기 프레임 상에 설치되는 도포수단;

을 포함하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치를 제공한다.

그리고, 상기 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는, 상기 기판의 레진층을 향하여 자외선을 조사하면서 스캔 방식으로 경화하기 위한 경화수단을 더 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명은, 임프린트 작업이 진행되는 챔버부에 대응하도록 도포수단과 경화수단을 프레임 상에 일체로 구비하고 있으므로 임프린트 작업 전/후로 레진도포 및 경화 작업을 간편하게 일괄 진행할 수 있다. 그러므로, 작업장 내에서 공간 효율성을 높일 수 있고 한층 향상된 작업성을 확보할 수 있다.

그리고, 임프린트 작업이 진행되는 챔버부를 두 개의 챔버케이스로 분할 형성하여 이들의 결합 또는 분리 동작에 의해 개방 가능한 밀폐 공간을 형성할 수 있으므로 특히 대면적 기판을 처리할 때 챔버 사이즈에 의해 작업성이 저하되는 문제점들을 개선할 수 있다.

또한, 상기 경화수단은 스캔(scan) 방식의 경화 구조로 이루어지므로 예를들어, 종래의 면상(面像) 조사 방식과 비교할 때 구조가 간단하고 한층 향상된 경화 효율을 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

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

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

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

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

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

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

상기 챔버부(4)는 일정 크기로 분할된 제1 챔버케이스(C1)와 제2 챔버케이스(C2)가 상,하 방향으로 분리 가능하게 결합하면서 개방 가능한 밀폐 공간(S)을 형성할 수 있는 구조를 갖는다.

즉, 상기 제1 챔버케이스(C1) 및 제2 챔버케이스(C2)는 일측면이 개방된 내부공간(S1, S2)을 가지는 박스 형태로 이루어지며, 도 1에서와 같이 개방면이 서로 마주하는 상태로 상기 프레임(2)의 수평프레임부(2-1) 위에 배치된다.

상기 제1 챔버케이스(C1)는 제1 구동부(M1)에 의해 상,하 방향으로 이동하면서 상기 제2 챔버케이스(C2)와 결합되거나 결합 상태가 분리된다.

상기 제1 구동부(M1)는 구동원으로 통상의 실린더(M1-1)를 사용할 수 있다. 이 실린더(M1-1)의 본체는 상기 프레임(2)측에 고정하고, 피스톤로드 단부는 상기 제1 챔버케이스(C1) 윗면과 고정한다.(도 1참조)

이와 같은 구조에 의하면, 상기 실린더(M1-1)로 상기 제1 챔버케이스(C1)를 이동시키면서 상기 두 개의 챔버케이스(C1, C2)를 결합 또는 분리할 수 있다.(도 1 및 도 2참조)

그러므로, 상기한 챔버부(4)는 상기 제1 및 제2 챔버케이스(C1, C2)의 결합 및 분리 동작에 의해 이들 챔버케이스(C1, C2)의 내부공간(S1, S2)으로 개방 가능한 밀폐 공간(S)을 형성할 수 있다.

상기 제1 구동부(M1)는 구동원으로 실린더(M1-1)를 사용하는 구조에 한정되는 것은 아니다.

예를들어, 도면에는 나타내지 않았지만, 모터 축과 연결한 스크류(예:볼 스크류)를 이용하여 이 스크류의 정,역 회전에 의해 상기 제1 및 제2 챔버케이스(C1, C2)가 서로 분리 가능하게 결합되도록 셋팅할 수 있다. 이외에도 본 발명의 목적을 만족하는 동력 발생 및 전달 구조는 다양하게 실시할 수 있다.

그리고, 상기 챔버부(4)의 밀폐 공간(S)은 펌핑에 의해 진공압 분위기 또는 대기압 분위기로 전환 가능하게 이루어진다.

즉, 도 1에서와 같이 통상의 진공펌프(P)를 상기 제2 챔버케이스(C2)와 관체로 연결하여 상기 진공펌프(P)의 구동에 의해 상기 밀폐 공간(S)을 진공압 분위기 또는 대기압 분위기로 전환할 수 있다.

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

그러므로, 상기 챔버부(4)는 진공압 분위기에서 기판(G)의 레진층(G1, 감광성 수지)에 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 작업을 진행할 수 있는 밀폐 공간(S)을 제공한다.

이처럼, 진공압 분위기에서 식각 및 비식각 영역을 구분하는 작업을 진행하면 기판(G)의 레진층(G1)에 마이크로 버블과 같은 미세한 기포가 발생하는 것을 억제함과 아울러 간편하게 제거할 수 있다.

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

일반적으로 음이온은 정전기를 제거할 수 있는 것으로 알려져 있으므로 상기 이오나이져를 이용하여 상기 밀폐 공간(S)에서 기판(G) 또는 후술하는 소프트 몰드(6)측에 발생할 수 있는 정전기를 제거할 수 있다.

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

즉, 도 1에서와 같이 별도의 연결구(Q)를 이용하여 상기 챔버부(4)의 한 군데 이상의 지점을 상기 프레임(2)측에 고정할 수 있다. 상기 연결구(Q)는 내부에 완충용 유체가 채워져서 충격이나 진동을 흡수할 수 있는 통상의 완충 실린더를 사 용할 수 있다.

이와 같은 구조에 의하면, 상기 프레임(2)측에서 발생하는 진동이나 충격을 상기 연결구(Q)에 의해 적절하게 흡수할 수 있으므로 상기 챔버부(4)를 진동이나 충격으로부터 보호할 수 있다.

그리고, 상기 챔버부(4)에는 통상의 시일부재(R)를 설치할 수 있다. 이 시일부재(R)는 도 1에서와 같이 상기 제1 및 제2 챔버케이스(C1, C2)의 개구부 둘레를 따라 설치한다.

상기 시일부재(R)는 상기 제1 및 제2 챔버케이스(C1, C2)가 서로 결합할 때 접촉 틈새 사이를 시일 상태로 유지할 수 있다. 그러므로, 상기 밀폐 공간(S)을 진공압 분위기로 전환할 때 결합 틈새 사이로 압력이 해제되는 것을 방지할 수 있다.

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

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

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

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

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

상기 소프트 몰드(6)는 상기 프레임(2)측에 설치할 때 이 프레임(2)으로부터 전달될 수 있는 진동이나 충격의 흡수가 가능한 상태로 고정 설치할 수 있다.

도 1에서와 같이 상기 수평프레임부(2-1)에서 완충 지지부(K2)에 얹혀진 상태로 베이스 플레이트(8)를 배치하고, 이 베이스 플레이트(8)에 복수 개의 고정바(B1)를 설치하여 이 고정바(B1)들로 상기 소프트 몰드(6)를 고정할 수 있다.

상기 소프트 몰드(6)는 투명한 재질의 고정플레이트(6-2) 일면에 부착되어 상기 챔버부(4)의 밀폐 공간(S)에서 상기 패턴면(6-1)이 아래쪽을 향하는 수평한 자세를 가지도록 고정한다.

상기 고정플레이트(6-2)는 상기 연질의 소프트 몰드(6)가 상기 챔버부(4) 내부에서 자중에 의해 처짐 현상이 발생하지 않도록 잡아주는 역할하는 것으로서, 투명한 유리판이나 석영판 중에서 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 완충 지지구(K2)는 내부에 완충용 유체(예:에어)가 채워져서 각종 프레임체나 작업대를 완충 상태로 지지할 수 있는 기능을 가지는 통상의 완충 지지구를 사용한다.

이와 같은 구조에 의하면, 상기 프레임(2)으로부터 전달될 수 있는 진동이나 충격에 의해 간섭을 줄일 수 있는 상태로 상기 챔버부(4) 내부에 상기 소프트 몰 드(6)를 고정할 수 있다.

그리고, 상기 고정바(B1)들이 관통하는 상기 제2 챔버케이스(C2)의 관통 지점은 도면에는 나타내지 않았지만 고무링과 같은 통상의 시일부재를 끼워서 관통 틈새가 시일되도록 한다.

상기 챔버부(4) 일측에는 분리용 에어노즐(N)을 더 설치할 수 있다.

상기 분리용 에어노즐(N)은 통상의 에어공급장치(N1)로부터 에어를 공급받아서 상기 밀폐 공간(S) 내부로 분사할 수 있도록 셋팅된다.

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

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

상기 챔버부(4) 내부에는 상기 소프트 몰드(6)에 대응하는 스테이지(10)가 위치된다. 이 스테이지(10)는 상기 챔버부(4)의 밀폐 공간(S)에서 상기 소프트 몰드(6)와 합착 가능한 상태로 기판(G)을 로딩 및 이동시키기 위한 것이다.

즉, 상기 스테이지(10)는 기판(G)을 로딩하는 로딩면(10-1)을 가지며, 상기 챔버부(4)의 밀폐 공간(S)에서 제2 구동부(M2)에 의해 도 2에서와 같이 상기 소프트 몰드(6)를 향하여 평행한 자세로 업(up) 동작 및 다운(down) 동작된다.

상기 제2 구동부(M2)는 업,다운 동작(Z축 방향)이 가능한 구동축을 구비한 모터(M2-1, 또는 실린더)를 구동원으로 사용하고, 이 모터(M2-1)의 본체를 상기 베이스 플레이트(8)측에 설치한 지지프레임부(2-2)측에 고정한다.

그리고, 상기 모터(M2-1)의 구동축에는 이동플레이트(M2-2)를 설치하고, 이 이동플레이트(M2-2)와 상기 스테이지(10) 사이를 지지바(B2)들로 연결 고정한다.

상기 지지바(B2)들은 상기 제2 챔버케이스(C2)의 바닥면을 관통하는 상태로 상기 스테이지(10)와 고정된다.

상기 이동플레이트(M2-2)와 상기 제2 챔버케이스(C2) 사이에는 상기 지지바(B2)들을 감싸는 상태로 통상의 벨로우즈관(T, bellows tube)을 연결할 수 있다.

상기 벨로우즈관(T)의 일측 단부는 상기 이동플레이트(M2-2)와 고정하고, 반대편 단부는 상기 제2 챔버케이스(C2)의 저면과 고정한다.(도 1참조)

상기 벨로우즈관(T)은 상기 제2 챔버케이스(C2)의 관통 지점을 외부와 밀폐 상태로 차단할 수 있다. 그러므로, 상기 밀폐 공간(S)을 진공압 분위기로 전환할 때 관통 틈새 사이로 압력이 해제되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 제2 구동부(M2)의 구조에 의하면, 상기 모터(M2-1)의 구동시 상기 이동플레이트(M2-2)와 지지바(B2)들에 의해 상기 스테이지(10)를 밀거나 당기면서 상기 소프트 몰드(6)를 향하여 업,다운시킬 수 있다.

그러므로, 상기 챔버부(4) 내부에서 상기 스테이지(10)를 평행한 자세로 업,다운 동작시키면서 기판(G)의 레진층(G1)과 상기 소프트 몰드(6)의 패턴면(6-1)을 임프린트 상태로 분리 가능하게 합착할 수 있다.

그리고, 상기 기판(G)은 상기 제1 및 제2 챔버케이스(C1, C2)가 분리된 상태 에서 이들 사이로 기판(G)을 공급하거나 인출하면서 상기 스테이지(10)측에 로딩 또는 언로딩한다.

상기 제2 구동부(M2)는 상기한 구조 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만 모터 축과 스크류(예:볼 스크류)를 연결하여 스크류의 정,역 회전에 의해 상기 스테이지(10)를 업,다운 동작시킬 수 있도록 셋팅할 수도 있다.

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

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

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

상기 마이크로 카메라(V1-1)는 상기 챔버부(4) 위쪽에서 이송부재(V1-2)에 의해 좌,우 방향으로 이동 가능하게 설치한다. 상기 이송부재(V1-2)는 통상의 공압용 이송실린더를 사용할 수 있다.

즉, 상기 이송부재(V1-2)는 도 1에서와 같이 상기 마이크로 카메라(V1-1)가 상기 챔버부(4) 위쪽에서 상기 소프트 몰드(6)와 기판(6)의 얼라인 마크를 센싱할 수 있는 지점에 위치하거나 도 2에서와 같이 상기 챔버부(4) 윗면에서 벗어날 수 있도록 작동된다.

이와 같은 구조에 의하면, 상기 제1 챔버케이스(C1)가 상,하 방향으로 이동할 때 상기 마이크로 카메라(V1-1)가 접촉하여 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 제1 챔버케이스(C1)의 윗면에는 상기 마이크로 카메라(V1-1)로 상기 밀폐 공간(S) 내부를 볼 수 있도록 도 1에서와 같이 투명창(V1-3)을 설치한다. 이 투명창(V1-3)은 투명한 유리판이나 석영판을 사용할 수 있다.

상기한 비젼부(V1)는, 상기 챔버부(4) 외측에서 상기 밀폐 공간(S)에 위치한 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)의 위치(얼라인 마크)를 상기 투명창(V1-3)을 통해 간편하게 센싱할 수 있다.

상기 조절부(V2)는 상기 챔버부(4) 외측에서 상기 스테이지(10)의 위치 조절이 가능하게 이루어진다.

즉, 도 1에서와 같이 상기 이동플레이트(M2-2) 아래쪽에 보조플레이트(V2-2)를 배치하고 이들 사이에 위치조절부재(V2-1)를 설치할 수 있다.

상기 위치조절부재(V2-1)는 직선 이동 및 회전 각도 조절이 가능한 구조를 가지는 통상의 UVW 스테이지나 메뉴얼 스테이지 중에서 어느 하나를 사용할 수 있다. 이러한 스테이지들은 도면에는 나타내지 않았지만 유체 압력(예:공압)을 이용하거나 별도의 구동장치(실린더, 모터)에 의해 작동하도록 통상의 방법으로 셋팅할 수 있다.

상기 위치조절부재(V2-1)는 2점 지지 방식 내지 4점 지지 방식으로 위치 조절이 가능하도록 복수 개를 한 조로 구성할 수 있다. 그러므로, 도 1을 기준으로 할 때 상기 보조플레이트(V2-2)측에서 상기 이동플레이트(M2-2)를 회전 및 전,후, 좌,우 방향으로 이동시키면서 적어도 2방향 이상으로 위치를 조절할 수 있다.

그리고, 상기 비젼부(V1)와 상기 조절부(V2)는 도1 에서와 같이 제어유니트(V3)와 연결하여 상기 비젼부(V1)의 센싱 신호에 따라 이에 적합한 상태로 상기 조절부(V2)의 작동을 자동으로 제어할 수 있다.

상기 제어유니트(V3)는 통상의 수치 제어 컴퓨터(numerical controlled computer)를 사용할 수 있다. 이처럼, 수치 제어 컴퓨터를 이용하여 상기 비젼부(V1)의 센싱 신호에 따라 상기 조절부(V2)의 작동을 제어하는 구조는 해당 분야에서 일반적인 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

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

특히, 상기와 같이 조절부(V2)를 상기 챔버부(4) 외부에 설치하면 예를들어, 챔버 공간 내부에 각종 조절장치를 설치한 종래의 임프린트 장치와 비교할 때 상기 챔버부(4)의 사이즈(체적)를 더욱 줄일 수 있다. 그러므로, 대면적의 기판(G)을 처리할 때 발생할 수 있는 케이스 표면의 처짐 현상을 방지하고, 내부 분위기(진공압 또는 대기압)를 형성하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.

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

상기 도포수단(14)은 슬릿노즐(U)을 이용하여 통상의 인라인(inline) 코팅장치와 같은 도포 방식으로 상기 스테이지(10)의 기판(G)측에 레진층(G1)을 일정 두께로 형성하기 위한 것이다.

즉, 상기 슬릿노즐(U)은 제3 구동부(M3)에 의해 상기 챔버부(4)의 밀폐 공간(S)을 가로지르는 상태로 왕복 이동이 가능하도록 상기 프레임(2)측에 설치된다.

상기 슬릿노즐(U)은 장방형의 토출구(U1)를 구비한 통상의 슬릿형(slit type) 노즐의 외관을 가지며 통상의 레진공급장치(U2)로부터 레진액을 공급받도록 연결된다.

그리고, 상기 제3 구동부(M3)는 상기 챔버부(4) 외부에서 상기 밀폐 공간(S)을 수평하게 가로지르는 상태로 배치되는 두 개의 이송부재(M3-1)로 구성되며, 이 이송부재(M3-1)는 통상의 "공압용 이송레일"을 사용할 수 있다.

상기 이송부재(M3-1)는 상기 슬릿노즐(U)을 이동시킬 때 상기 챔버부(4) 내부에서 상기 소프트 몰드(6)를 지지하는 고정바(B1)들과 간섭되지 않는 상태가 되도록 도 3 및 도 4에서와 같이 상기 프레임(2)측에 고정 설치할 수 있다.

그리고, 상기 이송부재(M3-1)는 공압용 이송레일 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만 모터와 연결된 풀리의 정,역 회전시 전,후 방향으로 이동하는 타이밍 벨트에 의해 상기 슬릿노즐(U)을 이동시킬 수 있도록 구성할 수 있다.

그러므로, 상기 슬릿노즐(U)은 상기 챔버부(4) 내부를 통과할 때 상기 고정바(B1)들과 접촉하지 않는 상태로 상기 이송부재(M3-1)의 레일을 따라 이동될 수 있다.

그리고, 상기 이송부재(M3-1)의 레일이 통과하는 상기 제1 및 제2 챔버케이스(C1, C2)의 양쪽 측벽의 접촉 틈새에는 도 4에서와 같이 통상의 시일부재(R1)를 각각 부착한다. 이 시일부재(R1)는 상기 밀폐 공간(S)을 진공압 분위기로 전환할 때 접촉 틈새 사이로 압력이 해제되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 제3 구동부(M3) 구조에 의하면, 상기 이송부재(M3-1)로 상기 슬릿노즐(U)을 도 6에서와 같이 상기 챔버부(4) 내부를 가로지르는 상태로 왕복 이동시킬 수 있다. 그러므로, 상기 슬릿노즐(U)의 이동 중에 토출구(U1)로 레진액을 도포하면서 기판(G)측에 일정 두께로 레진층(G1)을 형성할 수 있다.

따라서, 상기한 도포수단(14)은 상기 프레임(2) 상에서 상기 기판(G)에 대응하여 슬릿 코팅 방식으로 레진층(G1)을 형성하는 작업을 간편하게 진행할 수 있다.

특히, 이와 같은 구조는 예를들어, 별도의 레진도포 장치로부터 레진층(G1)이 형성된 기판(G)을 공급받아서 임프린트 작업을 진행하는 종래의 임프린트 장치와 비교하면 작업 공간의 효율성을 높을 수 있을 뿐만 아니라, 작업 공정과 시간을 대폭 줄일 수 있고, 장치와 장치 사이로 기판(G)을 반송할 때 먼지나 접촉 등에 의해 발생될 수 있는 불량 품질을 방지할 수 있다.

그리고, 상기에서는 제3 구동부(M3)의 레일 구간이 상기 챔버부(4) 내부를 관통하는 상태로 배치된 것을 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

예를들어, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 제3 구동부(M3)의 레일 구간을 상기 챔버부(4) 외부에 배치하거나, 이외에도 통상의 다단식 실린더나 피스톤로드 가 구비된 실린더를 상기 제3 구동부(M3)로 사용하여 실린더들의 확장 및 축소 동작에 의해 상기 챔버부(4) 일측에서 상기 슬릿노즐(U)을 밀거나 당기는 형태로 이동시키면서 도포 작업을 진행할 수 있도록 셋팅할 수도 있다. 그리고, 이외에도 본 발명의 목적을 만족하는 이성 구조 및 설치 방법은 다양하게 실시할 수 있다.

상기 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는, 도 1에서와 같이 경화수단(16)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 경화수단(16)은 상기 프레임(2) 상에서 스캔(scan) 방식으로 자외선을 조사하면서 기판(G)의 레진층(G1) 경화하기 위한 것이다.

즉, 상기 경화수단(16)은 자외선을 발생하는 유브이 램프(L1)로 구성되며, 이 유브이 램프(L1)는 상기 제1 및 제2 챔버케이스(C1, C2)가 분리된 상태일 때 제4 구동부(M4)에 의해 상기 밀폐 공간(S)을 가로지르는 상태로 왕복 이동된다.

상기 유브이 램프(L1)는 도 6에서와 같이 일정 길이를 가지는 봉 타입의 램프를 사용하고, 이 유브이 램프(L1)측에는 반사판(L2)을 설치할 수 있다.

상기 반사판(L2)은 조명장치에 사용하는 통상의 리플렉터(reflector)와 같은 기능을 가지는 통상의 구조로 이루어져서 상기 유브이 램프(L1)가 이동할 때 자외선이 상기 기판(G)의 레진층(G1)을 향하여 조사되도록 한다.

그리고, 상기 제4 구동부(M4)는 도 6에서와 같이 상기 챔버부(4)를 사이에 두고 두 개의 풀리(M4-1) 사이에 각각 연결된 두 개의 타이밍 벨트(M4-2)와, 상기 풀리(M4-1)와 동력 전달이 가능하게 연결되는 모터(M4-3)를 포함하며, 상기 두 개의 타이밍 벨트(M4-2)측에 상기 유브이 램프(L1) 양측 단부가 고정된다.

이와 같은 구조에 의하면, 상기 모터(M4-3)의 구동에 의해 상기 타이밍 벨트(M4-2)가 전,후 방향으로 이동할 때 도 7에서와 같이 상기 기판(G)의 일측변에서 타측변 사이로 상기 유브이 램프(L1)를 왕복 이동시킬 수 있다.

그러므로, 상기 유브이 램프(L1)의 이동 중에 상기 기판(G)의 레진층(G1)을 향하여 자외선을 조사하면서 스캔 방식으로 상기 레진층(G1)을 경화할 수 있다.

이처럼, 일정 사이즈를 가지는 기판(G)의 레진층(G1)을 스캔 방식으로 경화하는 구조는 예를들어, 기판(G) 면적에 대응하도록 여러 개의 램프와 반사판을 연결한 면상(面像) 조사체 구조와 비하면 구조가 간단할 뿐만 아니라, 특히 상기 챔버부(4) 위쪽에서 경화를 위한 구성부들이 차지하는 점유 공간을 대폭 줄여서 장치를 소형화할 수 있다.

그리고, 상기 제4 구동부(M4)는 상기와 같이 타이밍 벨트(M4-2)를 이용한 구조 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만 통상의 공압용 이송레일이나, 길이가 확장 및 축소되는 실린더로 구성하여 상기 유브이 램프(L1)를 이동시킬 수도 있다.

따라서, 상기한 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치는, 상기 챔버부(4) 내부에서 임프린트 작업(합착 작업)을 간편하게 진행할 수 있을 뿐만 아니라, 특히 임프린트 작업 전,후로 상기 도포수단(14)과 경화수단(16)을 이용하여 도포 및 경화 작업을 일괄 진행할 수 있다.

즉, 상기 프레임(2) 상에서 도포 작업과 임프린트 작업 그리고 경화 작업을 순차적으로 진행하면서 기판(G)측에 식각 및 비식각 영역을 구분할 수 있으며, 각 작업들을 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 제1 및 제2 챔버케이스(C1, C2)가 분리되어 상기 밀폐 공간(S)이 개방된 상태에서 상기 스테이지(10)측에 기판(G)을 로딩한 다음 도포 작업을 진행한다.

즉, 상기 도포수단(14)의 슬릿노즐(U)이 도 5에서와 같이 상기 기판(G)의 일측변에서 타측으로 이동할 때 토출구(U1)를 통해 레진액을 도포하면서 기판(G)측에 일정 두께로 레진층(G1)을 형성한다.

이처럼, 도포 작업을 완료하면, 상기 제1 및 제2 챔버케이스(C1, C2)를 다시 결합하여 상기 밀폐 공간(S)을 외부와 차단한 상태에서 진공펌프(P)를 이용하여 대기압 분위기에서 진공압 분위기로 전환한다.

그런 다음, 상기 챔버부(4) 내부에서 임프린트 작업(합착 작업)을 진행한다. 임프린트 작업은 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)의 합착 위치를 상기 정렬수단(12)으로 보정한 상태에서 진행한다.

즉, 상기 정렬수단(12)의 비젼부(V1)와 조절부(V2) 및 제어유니트(V3)를 이용하여 상기 소프트 몰드(6) 위치에 대응하도록 상기 스테이지(10) 위치를 조절하면서 기판(G)의 합착 위치를 요구되는 허용 범위 내로 보정한다.

이와 같이 합착 위치를 보정한 상태에서 상기 제2 구동부(M2)에 의해 상기 스테이지(10)를 업 동작시켜서 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)을 합착한다.(도 2참조)

그러면, 상기 기판(G)의 레진층(G1)이 상기 소프트 몰드(6)의 패턴면(6-1)에 눌려지면서 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 소정의 패턴이 상기 레진층(G1) 에 형성된다.

그리고, 상기와 같이 소프트 몰드(6)와 기판(G)을 합착한 상태에서 상기 경화수단(14)을 이용하여 스캔 경화 방식으로 기판(G)의 레진층(G1)을 경화하는 작업을 진행한다.

상기 경화 작업은 상기 제1 챔버케이스(C1)와 제2 챔버케이스(C2)가 도 7에서와 같이 분리되어 상기 밀폐 공간(S)이 개방된 상태에서 진행한다.

즉, 상기 제1 챔버케이스(C1)와 제2 챔버케이스(C2)가 분리된 상태에서 이들 사이로 상기 유브이 램프(L1)가 이동하면서 기판(G)의 레진층(G1)을 향하여 자외선을 조사한다. 그러므로, 이와 같은 동작에 의해 기판(G)의 레진층(G1)을 스캔 방식으로 경화할 수 있다.

그리고, 상기와 같이 경화 작업을 완료하면, 상기 스테이지(10)를 다운 동작시켜서 상기 소프트 몰드(6)와 기판(G)의 합착 상태를 해제하고, 상기 챔버부(4) 내부에서 상기 스테이지(10)로부터 기판(G)을 언로딩하여 외부로 인출하면 된다.

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

도 2는 도 1의 챔버부 밀폐 공간이 개방된 상태를 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치의 도포수단의 세부 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치의 도포수단의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치의 경화수단의 세부 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기판에 식각 영역을 만들기 위한 장치의 경화수단의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

2: 프레임 4: 챔버부 6: 소프트 몰드

8: 베이스 플레이트 10: 스테이지 12: 정렬수단

14: 도포수단 16: 경화수단 G: 기판

G1: 레진층 C1: 제1 챔버케이스 C2: 제2 챔버케이스

U: 슬릿노즐 L1: 유브이 램프

Claims (11)

1. 프레임;

   상기 프레임 상에 상,하 방향으로 이격 배치되고 일정 크기로 분할된 제1 챔버케이스 및 제2 챔버케이스가 서로 분리 가능하게 결합되는 상태로 개방 가능한 밀폐 공간을 형성하는 챔버부;

   상기 챔버부의 밀폐 공간 내부에 위치되며 기판측에 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 패턴면을 구비한 소프트 몰드;

   기판을 로딩하는 로딩면을 가지며 상기 소프트 몰드를 향하여 업(up) 동작 및 다운(down) 동작이 가능한 상태로 상기 챔버부의 밀폐 공간에 설치되는 스테이지;

   상기 챔버부의 밀폐 공간을 가로지르는 상태로 이동하면서 상기 스테이지에 로딩된 기판측에 레진층을 형성할 수 있도록 상기 프레임 상에 설치되는 도포수단;

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

   상기 챔버부는,

   상기 제1 챔버케이스 또는 상기 제2 챔버케이스 중에서 어느 하나의 챔버케이스가 모터 또는 실린더로 이루어지는 제1 구동부에 의해 다른 하나의 챔버케이스와 분리 가능하게 결합되면서 개방 가능한 밀폐 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 임프린트 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 스테이지는,

   모터 또는 실린더로 이루어지는 제2 구동부에 의해 상기 소프트 몰드를 향하여 업 동작 및 다운 동작되면서 상기 기판이 상기 소프트 몰드와 합착되거나 합착이 해제되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 임프린트 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 도포수단은,

   장방형의 토출구를 구비한 슬릿노즐;

   상기 슬릿노즐을 수평 왕복 이동시키기 위한 제3 구동부;

   를 포함하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 임프린트 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 제3 구동부는,

   공압용 이송레일, 모터와 연결된 타이밍벨트, 실린더 중에서 어느 하나를 사용하고,

   상기 슬릿노즐이 기판의 일측변에서 점차 타측변측으로 이동하면서 레진층을 형성할 수 있도록 셋팅되는 것을 특징으로 하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 임프린트 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 기판에 식각 영역을 만들기 위한 임프린트 장치는,

   상기 기판의 레진층을 향하여 스캔 방식으로 자외선을 조사하면서 경화할 수 있도록 상기 프레임 상에 설치되는 경화수단을 더 포함하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 임프린트 장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 경화수단은,

   자외선을 발생하는 유브이 램프;

   상기 챔버부의 밀폐 공간을 가로지르는 상태로 상기 유브이 램프를 왕복 이동시키기 위한 제4 구동부;

   를 포함하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 임프린트 장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 제4 구동부는,

   공압용 이송레일, 모터와 연결된 타이밍벨트, 실린더 중에서 어느 하나를 사용하고,

   상기 유브이 램프가 기판의 일측변에서 점차 타측변측으로 이동하면서 자외선을 조사할 수 있도록 셋팅되는 것을 특징으로 하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 임프린트 장치.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 기판에 식각 영역을 만들기 위한 임프린트 장치는,

   상기 챔버부의 밀폐 공간 외부에서 상기 소프트 몰드의 위치에 대응하도록 상기 스테이지의 위치를 보정하는 정렬수단을 더 포함하며,

   상기 정렬수단은,

   기판과 소프트 몰드의 얼라인 마크를 센싱하기 위한 마이크로 카메라로 구성되는 비젼부;

   상기 챔버부 외측에서 상기 스테이지의 위치를 변화시키는 위치조절부재로 구성되는 조절부;

   상기 비젼부로부터 센싱 신호를 전달받아서 상기 조절부의 구동을 제어하는 제어유니트;

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

    상기 마이크로 카메라는,

    상기 챔버부 일면의 안쪽 또는 바깥쪽으로 벗어난 상태로 위치하도록 이송부재에 의해 이동 가능하게 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 임프린트 장치.
11. 청구항 9에 있어서,

    상기 위치조절부재는,

    UVW 스테이지 또는 메뉴얼 스테이지 중에서 어느 하나를 사용하고,

    상기 챔버부 외부에서 지지바들로 상기 스테이지와 연결되어 이 스테이지 위치를 2방향 이상으로 이동시킬 수 있도록 셋팅되는 기판에 식각 영역을 만들기 위한 임프린트 장치.

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