KR101471185B1 - Imprint lithography equipment with self-alignment function of contacting surface and method of imprinting lithography for using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치 및 이를 이용한 임프린트 리소그래피 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 임프린트 리소그래피 공정 시, 스탬프와 기판 척에 고정된 기판이 접촉될 때, 기판 전 면적에 동일한 압력 분포로 힘이 가해질 수 있도록 스탬프와의 접촉면에 평행하게 기판의 위치가 정렬될 수 있는 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치 및 이를 이용한 임프린트 리소그래피 방법에 관한 것입니다.The present invention relates to a self-aligned imprint lithography apparatus and an imprint lithography method using the same. More particularly, in an imprint lithography process, when a stamp and a substrate fixed to a substrate chuck are brought into contact with each other, Alignment of the substrate so that the position of the substrate can be aligned parallel to the contact surface with the stamp, and an imprint lithography method using the self-aligned imprint lithography apparatus.

Description

자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치 및 이를 이용한 임프린트 리소그래피 방법{Imprint lithography equipment with self-alignment function of contacting surface and method of imprinting lithography for using the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-aligned imprint lithography apparatus and an imprint lithography method using the same,

본 발명은 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치 및 이를 이용한 임프린트 리소그래피 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 임프린트 리소그래피 공정 시, 스탬프와 기판 척에 고정된 기판이 접촉될 때, 기판 전 면적에 동일한 압력 분포로 힘이 가해질 수 있도록 스탬프와의 접촉면에 평행하게 기판의 위치가 정렬될 수 있는 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치 및 이를 이용한 임프린트 리소그래피 방법에 관한 것입니다.
The present invention relates to a self-aligned imprint lithography apparatus and an imprint lithography method using the same. More particularly, in an imprint lithography process, when a stamp and a substrate fixed to a substrate chuck are brought into contact with each other, Alignment of the substrate so that the position of the substrate can be aligned parallel to the contact surface with the stamp, and an imprint lithography method using the self-aligned imprint lithography apparatus.

반도체 제조 공정에 있어서 기판의 표면을 원하는 패턴으로 가공하기 위하여 여러 가지 방식의 리소그래피 기술이 이용된다.Various types of lithography techniques are used to process the surface of a substrate into a desired pattern in a semiconductor manufacturing process.

종래에는 광을 사용하여 기판표면에 포토레지스트를 코팅시키고 이를 식각하여 패턴을 제작하는 광 리소그래피(Optical-lithography)가 일반적으로 이용되어 왔으나, 형성되는 패턴의 크기는 광학적 회절현상에 의해 제한을 받게 되며, 분해능은 사용광선의 파장에 비례한다. 따라서 반도체 소장의 집적도가 높아질수록 미시 패턴을 형성하기 위해 파장이 짧은 노광기술이 요구된다.Conventionally, optical lithography has been generally used in which a photoresist is coated on a substrate surface by using light and a pattern is formed by etching the photoresist. However, the size of the formed pattern is limited by the optical diffraction phenomenon , The resolution is proportional to the wavelength of the light beam used. Therefore, as the degree of integration of a semiconductor is increased, an exposure technique with a shorter wavelength is required to form a micropattern.

그런데, 반도체 소자의 집적도가 커짐에 따라 광 리소그래피는 빛을 사용하여 포토레지스트를 패터닝 하므로 빛에 의한 간섭효과의 영향으로 포토레지스트 패턴자체 또는 패턴 사이에서 물리적인 형태가 달라진다.However, as the degree of integration of semiconductor devices increases, photolithography uses photolithography to pattern the photoresist, so that the physical form of the photoresist pattern itself or between the patterns is changed due to the interference effect caused by light.

주로 문제가 되는 것은 포토레지스트 패턴의 CD(critical dimension)의 불균일한 변화이다. 포토레지스트 패턴의 CD가 전체적으로 균일하지 않고, 하부 막의 영역에 따라 달라지면 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 패터닝 되어 형성되는 물질층 패턴도 처음에 원하던 형태와는 다른 형태로 형성되어 구현할 수 있는 선폭에는 한계가 있다.A major problem is the non-uniform variation of the CD (critical dimension) of the photoresist pattern. If the CD of the photoresist pattern is not uniform as a whole and is changed according to the area of the lower film, the material layer pattern formed by patterning using the photoresist pattern as a mask is also formed in a different form from the originally desired pattern, have.

또한, 공정 중에 발생하는 불순물과 포토레지스트가 반응하여 포토레지스트가 침식되어 포토레지스트 패턴이 변하게 된다. 포토레지스트의 침식은 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 패터닝 되어 형성되는 물질 층 패턴도 처음에 원하던 형태와는 다른 형태를 갖게 된다.Also, the photoresist reacts with the impurities generated during the process, so that the photoresist is eroded and the photoresist pattern is changed. The erosion of the photoresist is different from the originally desired form of the material layer pattern formed by patterning using the photoresist pattern as a mask.

따라서 최근에는 나노(Nano) 단위의 선폭을 가진 보다 미세하게 집적된 반도체 집적 회로를 구현할 수 있는 차세대 리소그래피(NGL; Next Generation Lithography) 기술이 제안되고 있다.Recently, a next generation lithography (NGL) technique capable of realizing a finer integrated semiconductor circuit having a line width of a unit of a nano has been proposed.

이러한 차세대 리소그래피 기술로는 전자빔 리소그래피(Electron-beam Lithography), 이온빔 리소그래피(Ion-beam Lithography), 극자외선 리소그래피(Extreme Ultraviolet Lithography), 근접 X선 리소그래피(Proximity X-ray Lithography)와 나노 임프린트 리소그래피(Nano imprint lithography) 등이 있다.These next-generation lithography technologies include electron-beam lithography, ion-beam lithography, extreme ultraviolet lithography, proximity x-ray lithography, and nanoimprint lithography imprint lithography).

나노 임프린트 리소그래피 시스템은 상대적으로 강도가 강한 물질의 표면에 필요로 하는 패턴이 형성된 스탬프를 미리 제작하여 이를 기판 위에 마치 도장을 찍듯이 찍어서 패턴을 형성하게 된다.In a nanoimprint lithography system, a stamp having a pattern formed on a surface of a relatively strong material is prepared in advance, and the pattern is formed by stamping the stamp on a substrate.

이러한 임프린트 리소그래피 공정에서는 스탬프의 저면과 기판의 상면이 평행하게 면접촉 되어 상기 기판의 전면적에 동일한 압력이 가해지는 것이 매우 중요하나, 면접촉 방식으로 조립하기 위해서는 센서를 비롯한 여러 가지 부품들이 사용되어야 하므로 장치의 구조가 복잡해지고, 부피가 커지는 등의 문제점이 있었다.In such an imprint lithography process, it is very important that the bottom surface of the stamp and the upper surface of the substrate are in parallel contact with each other so that the same pressure is applied to the entire surface of the substrate. However, The structure of the apparatus becomes complicated, and the volume becomes large.

이와 관련된 기술로, 미국공개특허 제2005-0134829호(공개일 2005.01.23, 명칭 : Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby, 이하 선행기술이라 함)에는 리소그래피 장치의 패터닝 디바이스를 지지하는 클램프를 포함하는 리소그래피 장치가 개시된 바 있다.In the related art, US Patent Publication No. 2005-0134829 discloses a lithographic apparatus, a device manufacturing method, and a device manufactured thereby, hereinafter referred to as a prior art, a clamp for supporting a patterning device of a lithographic apparatus A lithographic apparatus has been disclosed.

상기 선행기술은 클램프의 지지체 외주면에 복수의 압력 구역이 형성되어 패터닝 디바이스의 여러 영역에서 국부적으로 압력이 조절될 수 있으나, 복수개의 센서가 장착되어야 하고, 이를 위한 추가적인 부품들이 사용되어야 하므로 장치가 매우 복잡해진다는 단점이 있다.
Although the prior art has a plurality of pressure zones formed on the outer circumferential surface of the clamp to control the pressure locally in various areas of the patterning device, a plurality of sensors must be mounted and additional components must be used, It is complicated.

미국공개특허 제2005-0134829호(공개일 2005.01.23, 명칭 : Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby, 이하 선행기술이라 함)US Patent Publication No. 2005-0134829 (published on January 21, 2005, entitled Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby, hereinafter referred to as prior art)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 임프린트 리소그래피 공정 시, 스탬프와 기판 척에 고정된 기판이 접촉될 때, 기판 전 면적에 동일한 압력 분포로 힘이 가해질 수 있도록 스탬프와의 접촉면에 평행하게 기판의 위치가 정렬될 수 있는 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치 및 이를 이용한 임프린트 리소그래피 방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, in which, when an imprint lithography process is performed, So that the position of the substrate can be aligned in parallel with the contact surface with the stamp, and an imprint lithography method using the self-aligned imprint lithography apparatus.

본 발명에 따른 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치는 하측면에 패턴이 형성되며, 외부프레임에 장착되어 고정된 스탬프; 상기 스탬프와 접한 다음, 일정압력으로 가압됨으로써, 표면에 도포된 레지스트에 상기 스탬프의 패턴이 전사되는 기판; 상기 기판이 장착되어 고정되는 기판 척; 상기 기판 척의 위치를 정렬하는 기판 스테이지; 상기 기판 스테이지와 탄성 수단으로 연결되어 상기 기판 스테이지 하부에 배치되며, 모터 구동에 의해 상기 기판 스테이지를 z축 방향으로 직선 이동시키는 슬라이더; 상기 슬라이더가 z축 방향으로 직선 이동되도록 안내하는 선형가이드; 및 상기 기판 스테이지의 하측면 중앙부에 반구 형태로 함입 형성된 제1조인트 홀에 상단부가 삽입되며, 상기 슬라이더의 내측면 중앙부에 반구 형태로 함입 형성된 제2조인트 홀에 하단부가 삽입되고, 상단 및 하단에 상기 제1조인트 홀 및 제2조인트 홀에 대응되는 형태로 제1조인트 및 제2조인트가 형성되는 선형 액추에이터; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.A self-aligned imprint lithography apparatus according to the present invention includes: a stamp having a pattern formed on a lower side thereof, the stamp being mounted on and fixed to an outer frame; A substrate on which the pattern of the stamp is transferred to a resist coated on the surface by being pressed at a constant pressure after being in contact with the stamp; A substrate chuck on which the substrate is mounted and fixed; A substrate stage for aligning the position of the substrate chuck; A slider connected to the substrate stage by elastic means and disposed under the substrate stage and linearly moving the substrate stage in the z-axis direction by driving the motor; A linear guide for guiding the slider to linearly move in the z-axis direction; And an upper end portion is inserted into a first joint hole formed in a hemispherical shape at a central portion of a lower side of the substrate stage, a lower end portion is inserted into a second joint hole formed in a hemispherical shape at a center portion of an inner side surface of the slider, A linear actuator having a first joint and a second joint formed in a shape corresponding to the first joint hole and the second joint hole; And is formed to include a plurality of protrusions.

또한, 상기 선형 액추에이터는 복수개의 압전 필름이 적층되어 형성되는 압전 액추에이터일 수 있다.In addition, the linear actuator may be a piezoelectric actuator formed by stacking a plurality of piezoelectric films.

또한, 상기 탄성 수단은 얇은 판 형태의 판스프링(leaf spring)으로 이루어진 탄성 힌지일 수 있다.In addition, the elastic means may be an elastic hinge made of a leaf spring in the form of a thin plate.

또한, 상기 탄성 수단은 일측 단부가 스프링 블록에 연결되고 타측 단부가 상기 슬라이더에 연결되는 제1탄성 힌지와, 일측 단부가 스프링 블록에 연결되고 타측 단부가 상기 기판 스테이지에 연결되는 제2탄성 힌지를 포함하여 형성될 수 있다.The elastic means may include a first elastic hinge having one end connected to the spring block and the other end connected to the slider, a second elastic hinge having one end connected to the spring block and the other end connected to the substrate stage, As shown in FIG.

또한, 상기 제1조인트 및 제2조인트는 구조인트(spherical joint)일 수 있다.In addition, the first joint and the second joint may be spherical joints.

또한, 정렬 임프린트 리소그래피 장치를 이용한 임프린트 리소그래피 방법은 a) 상기 기판 척 위에 고정된 상기 기판 위에 레지스트가 도포되는 단계; b) 상기 모터가 구동되어 상기 슬라이더가 상측으로 직선 이동되어 상기 기판이 상기 스탬프와 접촉되는 단계; c) 상기 선형 액추에이터에 의해 상기 기판 스테이지가 상기 슬라이더 면에 대해 미소량만큼 상ㆍ하 이동되되, 상기 제1조인트 및 제2조인트에 의해 상기 스탬프 면과 상기 기판 면이 평행하게 면접촉 되도록 조정되는 단계; 를 포함한다.
Also, an imprint lithography method using an alignment imprint lithography apparatus includes the steps of: a) applying a resist on the substrate fixed on the substrate chuck; b) the motor is driven such that the slider is linearly moved upward to contact the substrate with the stamp; c) the substrate stage is moved up and down by a slight amount with respect to the slider surface by the linear actuator, and the first and second joints are adjusted so that the stamp surface and the substrate surface are in parallel surface contact with each other step; .

본 발명에 따른 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치 및 이를 이용한 임프린트 리소그래피 방법은 임프린트 리소그래피 공정 시, 스탬프와 기판 척에 고정된 기판이 접촉될 때, 기판 전 면적에 동일한 압력 분포로 힘이 가해질 수 있도록 스탬프와의 접촉면에 평행하게 기판의 위치가 정렬될 수 있다는 장점이 있다.The self-aligned imprint lithography apparatus and the imprint lithography method using the apparatus according to the present invention can be used in an imprint lithography process such that when a stamp and a substrate fixed to a substrate chuck are brought into contact with each other, There is an advantage that the position of the substrate can be aligned parallel to the contact surface.

좀 더 자세히 설명하면, 본 발명은 기판 표면 또는 스탬프 표면의 편평도가 불균형 하거나, 기판 및 스탬프 사이에 가해지는 압력의 분포가 불균형하여 임프린트 리소그래피 공정 시 패턴 전사가 고르게 이루어지지 않는 문제점을 해결하기 위해, 모터 구동에 의해 슬라이더가 상측으로 직선 이동되어 기판 및 스탬프가 접촉된 다음, 기판 스테이지 및 슬라이더에 형성된 반구 형태의 제1조인트 홀 및 제2조인트 홀에 양단이 결합되는 선형 액추에이터에 의해 기판 스테이지가 스탬프 면에 평행하도록 각도가 조절될 수 있다.In order to solve the problem that the flatness of the surface of the substrate or the surface of the stamp is uneven or the distribution of the pressure applied between the substrate and the stamp is unbalanced and the pattern transfer is not uniform during the imprint lithography process, The slider is linearly moved upward by the motor driving to bring the substrate and the stamp into contact with each other, and then the substrate stage is staked by the linear actuator in which both ends are joined to the first joint hole in the hemispherical shape formed on the substrate stage and the slider, The angle can be adjusted to be parallel to the plane.

이에 따라, 본 발명은 기판 및 스탬프가 접촉되는 면에 분포되는 힘이 일정해질 수 있어 다양한 패턴을 정밀하게 제작할 수 있으며, 고집적도의 반도체 공정에도 적용이 가능하다.
Accordingly, the present invention can stabilize the force distributed on the surface where the substrate and the stamp come in contact with each other, so that various patterns can be precisely manufactured, and the present invention can be applied to a semiconductor process with a high degree of integration.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치를 나타낸 부분 측단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치의 일부를 나타낸 평면도.
도 3은 도 2의 사시도.
도 4 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치에서 기판 및 스탬프가 면접촉 되도록 정렬되는 단계를 나타낸 측면도.
도 7은 도 3에 도시된 상태의 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치를 나타낸 측면도. 1 is a partial side cross -sectional view of a self-aligned imprint lithography apparatus according to an embodiment of the present invention .
2 is a plan view of a portion of a self-aligned imprint lithography apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of Fig. 2; Fig.
Figures 4 to 6 are side views illustrating the step of aligning a substrate and a stamp in face-to-face contact in a self-aligned imprint lithography apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a side view of a self-aligned imprint lithography apparatus in the state shown in Figure 3;

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치 및 이를 이용한 임프린트 리소그래피 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the self-aligned imprint lithography apparatus of the present invention and the imprint lithography method using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시예 1Example 1

실시예 1에서는 도 1 내지 3을 참고로, 본 발명에 따른 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치에 대해 설명한다.Embodiment 1 In reference to Figs. 1 to 3, a self-aligned imprint lithography apparatus according to the present invention will be described.

본 발명에 따른 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치는 크게, 스탬프(100), 기판(200), 기판 척(210), 기판 스테이지(220), 슬라이더(300), 선형가이드(600) 및 선형 액추에이터(700)를 포함하여 형성된다.A self-aligned imprint lithography apparatus according to the present invention comprises a stamp 100, a substrate 200, a substrate chuck 210, a substrate stage 220, a slider 300, a linear guide 600 and a linear actuator 700, .

상기 스탬프(100)는 하측면에 패턴이 형성되며 외부프레임(110)에 장착되어 고정되는 것으로, 자외선 조사에 의해 리소그래피 공정이 진행될 경우, 투명한 유리와 같은 재질의 기판으로 제조되어 자외선이 투과될 수 있도록 형성된다.When the lithography process is performed by ultraviolet irradiation, the stamp 100 is made of a substrate made of a material such as transparent glass, and ultraviolet rays can be transmitted .

상기 기판(200)은 상측 표면에 레지스트가 도포되며, 상기 스탬프(100)와 접한 다음, 일정 압력으로 가압됨으로써 상기 스탬프의 패턴이 전사된다.A resist is coated on the upper surface of the substrate 200, and after the stamp is contacted with the stamp 100, the pattern of the stamp is transferred by being pressed at a constant pressure.

상기 기판 척(210)은 상기 기판(200)이 장착되어 고정되며, 기판 스테이지(220)에 의해 위치가 정렬된다.The substrate chuck 210 is mounted and fixed on the substrate 200, and is aligned by the substrate stage 220.

상기 슬라이더(300)는 상기 기판 스테이지(220)와 탄성 수단(400)로 연결되어 상기 기판 스테이지(220) 하부에 배치되며, 모터(500) 구동에 의해 상기 기판 스테이지(220)를 z축 방향으로 직선이동 시킨다.The slider 300 is connected to the substrate stage 220 by elastic means 400 and is disposed below the substrate stage 220. The substrate stage 220 is moved in the z- Move it straight.

상기 선형가이드(600)는 상기 슬라이더(300)가 z축 방향으로 직선 이동되도록 안내하는 것으로, 상기 슬라이더(300)의 둘레면과 롤러 또는 베어링 등을 통해 접하여 미끄럼 선형 이동이 가능하도록 형성되는 접촉식 선형가이드(600)일 수 있다.The linear guide 600 guides the slider 300 to linearly move in the z-axis direction. The linear guide 600 contacts the circumferential surface of the slider 300 through a roller or a bearing, And may be a linear guide 600.

상기 선형 액추에이터(700)는 z축 방향으로 연장되어 형성되는 바(bar) 형태로, 적층형 압전소자를 통해 제조될 수 있다.The linear actuator 700 may be manufactured through a stacked piezoelectric element in the form of a bar extending in the z-axis direction.

상기 선형 액추에이터(700)는 상기 기판 스테이지(220)의 하측면 중앙부에 반구 형태로 함입 형성된 제1조인트 홀(711)에 상단부가 삽입되며, 상기 슬라이더(300)의 내측면 중앙부에 반구 형태로 함입 형성된 제2조인트 홀(721)에 하단부가 삽입되고, 상단 및 하단에 상기 제1조인트 홀(711) 및 제2조인트 홀(721)에 대응되는 형태로 제1조인트(710) 및 제2조인트(720)가 형성된다.The linear actuator 700 has an upper end inserted into a first joint hole 711 formed in a hemispherical shape at a central portion of a lower side of the substrate stage 220 and is inserted into the center portion of the inner side of the slider 300 The first joint 710 and the second joint 720 are formed at the upper and lower ends in a manner corresponding to the first joint hole 711 and the second joint hole 721, 720 are formed.

다시 설명하면, 상기 선형 액추에이터(700)는 복수개의 압전 필름이 적층되어 형성되는 압전 액추에이터일 수 있으며, 상측 단부에 반구 형태의 제1조인트(710)가 형성되고, 하측 단부에 반구 형태의 제2조인트(720)가 형성된다. 이 때, 상기 제1조인트(710)는 상기 기판 스테이지(220)에 형성된 제1조인트 홀(711)에 삽입되며, 제2조인트(720)는 상기 슬라이더(300)에 형성된 제2조인트 홀(721)에 삽입된다.The linear actuator 700 may be a piezoelectric actuator formed by stacking a plurality of piezoelectric films, a first joint 710 in the form of a hemispherical shape is formed at an upper end, a second joint 710 in a hemispheric shape at a lower end, A joint 720 is formed. The first joint 710 is inserted into a first joint hole 711 formed in the substrate stage 220 and the second joint 720 is inserted into a second joint hole 721 formed in the slider 300 ).

이 때, 상기 제1조인트(710) 및 제1조인트 홀(711), 상기 제2조인트(720) 및 제2조인트 홀(721)의 조합은 반구 및 반구 형태의 홀 대신, 구조인트(Spherical joint)가 사용될 수도 있다.In this case, the combination of the first joint 710 and the first joint hole 711, the second joint 720, and the second joint hole 721 may be replaced with a spherical joint ) May be used.

또한, 상기 선형 액추에이터(700)는 압전 액추에이터 외에도 고추력의 선형 미세구동이 가능한 것이라면 얼마든지 다른 종류의 액추에이터로 변경실시 가능하다.In addition, the linear actuator 700 may be replaced with other types of actuators as long as it is capable of linear micro-driving of the high-power in addition to the piezoelectric actuators.

상기 제1조인트 홀(711) 및 제2조인트 홀(721)은 상기 스탬프(100) 및 기판(200)이 서로 면접촉 될 수 있도록 상기 기판 스테이지(220)의 각도가 조절되는 과정에서, 상기 제1조인트(710) 및 제2조인트(720)가 일정 각도 회전 가능하도록 상기 제1조인트(710) 및 제2조인트(720)보다 약간 크게 형성되는 것이 바람직하다.The first joint hole 711 and the second joint hole 721 may be formed in the process of adjusting the angle of the substrate stage 220 such that the stamp 100 and the substrate 200 are in surface contact with each other, The first joint 710 and the second joint 720 are formed to be slightly larger than the first joint 710 and the second joint 720 so that the first joint 710 and the second joint 720 can rotate at a predetermined angle.

이에 따라, 본 발명의 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치는 상기 스탬프(100) 및 기판(200)이 접촉 및 가압되어 패턴 전사가 이루어질 때, 상기 기판(200) 중심에 틸트(tilt) 중심이 되지 않아 압력분포가 불균일해지더라도, 상기 선형 액추에이터(700)의 제1조인트(710) 및 제2조인트(720)에 의해 상기 기판 스테이지(220)의 각도가 조절되어 상기 기판(200) 및 스탬프(100)가 평행하게 면 접촉될 수 있다.Accordingly, the self-aligned imprint lithography apparatus of the present invention does not have a tilt center at the center of the substrate 200 when the stamp 100 and the substrate 200 are contacted and pressed to perform pattern transfer, The angle of the substrate stage 220 is adjusted by the first joint 710 and the second joint 720 of the linear actuator 700 so that the substrate 200 and the stamp 100 are parallel to each other It can be contacted.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치는 상기 모터(500) 및 슬라이더(300)가 볼스크류(510)로 연결될 수 있다. 따라서 상기 슬라이더(300)는 상기 모터(500) 구동에 의해 상기 볼스크류(510)가 회전됨으로써 상기 선형가이드(600) 면을 따라 z축 방향을 이동될 수 있다.1, in the self-aligned imprint lithography apparatus of the present invention, the motor 500 and the slider 300 may be connected to the ball screw 510. Accordingly, the slider 300 can be moved in the z-axis direction along the surface of the linear guide 600 by rotating the ball screw 510 by driving the motor 500.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 수단(400)은 얇은 판 형태의 판스프링(leaf spring)일 수 있으며, 본 발명의 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치에는 상기 기판 스테이지(220)의 둘레면을 따라 일정 간격 이격되어 복수개 구비될 수 있다.2 and 3, the elastic means 400 may be a leaf spring in the form of a thin plate. In the self-aligned imprint lithography apparatus of the present invention, the circumferential surface of the substrate stage 220 A plurality of spaced apart spacers may be provided.

상기 탄성 수단(400)은 일측 단부가 스프링 블록(430)에 연결되고 타측 단부가 상기 슬라이더(300)에 연결되는 제1탄성 힌지(410)와, 일측 단부가 스프링 블록(430)에 연결되고 타측 단부가 상기 기판 스테이지(220)에 연결되는 제2탄성 힌지(420)를 포함하여 형성될 수 있다.The elastic means 400 includes a first elastic hinge 410 having one end connected to the spring block 430 and the other end connected to the slider 300 and a second elastic hinge 410 having one end connected to the spring block 430, And a second elastic hinge 420 having an end connected to the substrate stage 220.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이더(300) 및 기판 스테이지(220)에는 상기 기판 스테이지(220)의 둘레면을 따라 90도 간격으로 4쌍의 탄성 힌지 메커니즘이 구비될 수도 있으며, 120도 간격으로 3쌍의 탄성 힌지 메커니즘이 구비될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the slider 300 and the substrate stage 220 may be provided with four pairs of elastic hinge mechanisms at intervals of 90 degrees along the circumferential surface of the substrate stage 220, Three pairs of elastic hinge mechanisms may be provided.

이 때, 한 쌍의 탄성 힌지 메커니즘은 3개의 판스프링으로 구성될 수 있으며, 1개의 제1탄성 힌지(410)와 2개의 제2탄성 힌지(420), 또는 2개의 제1탄성 힌지(410)와 1개의 제2탄성 힌지(420)로 이루어질 수 있다.In this case, the pair of elastic hinge mechanisms may be composed of three leaf springs, and one first elastic hinge 410 and two second elastic hinges 420, or two first elastic hinges 410, And one second elastic hinge 420.

도 3을 기준으로 설명하면, 상기 탄성 수단(400)은 상기 기판 스테이지(220) 둘레면에 90도 간격으로 4쌍이 연결되며, 1쌍 당 2개의 제1탄성 힌지(410)와 1개의 제2탄성 힌지(420)로 이루어지고, 상기 제2탄성 힌지(420)가 상기 제1탄성 힌지(410) 사이에 배치된다.Referring to FIG. 3, four pairs of elastic means 400 are connected to the circumferential surface of the substrate stage 220 at intervals of 90 degrees, and two first elastic hinges 410 and one second And the second resilient hinge 420 is disposed between the first resilient hinge 410 and the second resilient hinge 420. [

상기 탄성 수단(400)은 상기 기판 스테이지(220)가 상기 슬라이더(300)에 의해 지지되도록 한다.The elastic means (400) allows the substrate stage (220) to be supported by the slider (300).

도 4 내지 도 6을 참고로 본 발명의 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치가 작동되는 과정을 다시 설명하면,Referring to FIGS. 4 to 6, the operation of the self-aligned imprint lithography apparatus of the present invention will be described again.

먼저, 상기 슬라이더(300)는 상기 모터(500)의 구동으로 회전하는 상기 볼스크류(510)에 의해 z축 방향으로 수직 이동한다.First, the slider 300 moves vertically in the z-axis direction by the ball screw 510 rotated by driving the motor 500.

다음, 상기 슬라이더(300)의 수직 이동에 의해 상기 기판(200)스테이지, 기판 척(210) 및 기판(200)은 상측으로 이송되며, 이를 통해 상기 스탬프(100) 및 기판(200)의 한 점이 접촉하게 된다.Subsequently, the substrate 200 stage, the substrate chuck 210 and the substrate 200 are transferred upward by the vertical movement of the slider 300, whereby a point of the stamp 100 and the substrate 200 is transferred .

이 때, 상기 선형 액추에이터(700)가 동작하게 되는데, 상기 선형 액추에이터(700)가 압전 액추에이터일 경우, 상기 선형 액추에이터는 가해진 전압에 의해 길이방향으로 길이가 인장되고, 인장되는 과정에서 상기 스탬프(100) 면 및 기판(200)이 평행하게 면 접촉될 수 있도록 및 제1조인트(710) 및 제2조인트(720)에 의해 상기 기판 스테이지(220)의 각도가 조절된다.In this case, the linear actuator 700 operates. When the linear actuator 700 is a piezoelectric actuator, the linear actuator is elongated in the longitudinal direction by the applied voltage, and in the process of being stretched, the stamp 100 And the substrate stage 220 is angularly adjusted by the first joint 710 and the second joint 720 so that the substrate 200 and the substrate 200 can be in parallel contact.

다시 말해, 본 발명의 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치는 상기 모터(500)에 의해 상기 슬라이더(300)가 큰 변위로 이동되는 조동 시스템과, 상기 선형 액추에이터(700)에 의해 상기 기판 스테이지(220)가 미세 변위로 이동되는 미동 시스템으로 구성된다고 볼 수 있다.In other words, the self-aligned imprint lithography apparatus of the present invention includes a coarse system in which the slider 300 is moved to a large displacement by the motor 500 and a coarse system in which the substrate stage 220 is finely It can be said that it consists of a fine motion system that moves to displacement.

이에 따라, 본 발명은 기판(200) 및 스탬프(100)가 접촉되는 면에 분포되는 힘이 일정해질 수 있어 다양한 패턴을 정밀하게 제작할 수 있으며, 고집적도의 반도체 공정에도 적용이 가능하다.
Accordingly, since the force distributed on the surface where the substrate 200 and the stamp 100 are in contact with each other can be made constant, various patterns can be precisely manufactured and the present invention can be applied to highly integrated semiconductor processing.

실시예 2Example 2

실시예 2에서는 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치를 이용한 임프린트 리소그래피 방법에 대해 설명한다.In the second embodiment, the imprint lithography method using the self-aligned imprint lithography apparatus will be described.

본 발명에 따른 임프린트 리소그래피 방법은 a) 상기 기판 척(210) 위에 고정된 상기 기판(200) 위에 레지스트가 도포되는 단계; b) 상기 모터(500)가 구동되어 상기 슬라이더(300)가 상측으로 직선 이동되어 상기 기판(200)이 상기 스탬프(100)와 접촉되는 단계; c) 상기 선형 액추에이터(700)에 의해 상기 기판 스테이지(220)가 상기 슬라이더(300) 면에 대해 미소량만큼 상ㆍ하 이동되되, 상기 제1조인트(710) 및 제2조인트(720)에 의해 상기 스탬프(100) 면과 상기 기판(200) 면이 평행하게 면접촉 되도록 조정되는 단계; 를 포함하여 형성된다.An imprint lithography method according to the present invention includes the steps of: a) applying a resist on the substrate 200 fixed on the substrate chuck 210; b) the motor (500) is driven so that the slider (300) is linearly moved upward to contact the substrate (200) with the stamp (100); c) the substrate stage 220 is moved up and down by a small amount with respect to the surface of the slider 300 by the linear actuator 700, and the first joint 710 and the second joint 720 Adjusting a surface of the stamp (100) and a surface of the substrate (200) so as to be in parallel contact; .

먼저, 상기 기판 척(210) 위에 고정된 상기 기판(200) 위에 레지스트가 도포되는 단계에서는 기판(200) 위에 열경화성 레지스트 또는 자외선 경화성 레지스트가 편평하게 도포된다.First, in the step of applying a resist on the substrate 200 fixed on the substrate chuck 210, a thermosetting resist or a UV-curable resist is applied on the substrate 200 in a flat manner.

다음, 상기 기판(200) 및 스탬프(100)가 서로 접촉되는 단계에서는 상기 모터(500) 구동을 통해 상기 볼스크류(510)가 회전되고, 상기 볼스크류(510)의 회전에 의해 상기 슬라이더(300)가 상기 선형가이드(600) 면을 따라 상측으로 이송된다.The ball screw 510 is rotated through the driving of the motor 500 and the slider 300 is rotated by the rotation of the ball screw 510, Is conveyed upward along the linear guide 600 surface.

상기 모터(500)는 상기 기판(200) 및 스탬프(100)의 한 점이 접촉되는 순간까지 구동되며, 상기 기판(200) 및 스탬프(100)가 서로 접촉되면 구동이 정지된다.The motor 500 is driven until a point of the substrate 200 and the stamp 100 touches and the driving stops when the substrate 200 and the stamp 100 are in contact with each other.

이 때, 상기 기판(200)에 작용되는 힘은 상기 스탬프(100)와 접촉되는 한 점에 집중된다,At this time, the force acting on the substrate 200 is concentrated at one point in contact with the stamp 100,

다음, 상기 스탬프(100) 및 기판(200)이 면접촉 되도록 조정되는 단계에서는 선형 액추에이터(700)가 동작되며, 상기 선형 액추에이터(700)에 의해 상기 기판 스테이지(220)가 상기 슬라이더(300) 면에 대해 미소량만큼 이동되되, 상기 제1조인트(710) 및 제2조인트(720)에 의해 상기 스탬프(100) 면 및 기판(200) 면이 평행하게 면접촉 될 수 있도록 각도가 조절된다.Next, the linear actuator 700 is operated in the step of adjusting the stamp 100 and the substrate 200 to be in surface contact, and the substrate stage 220 is moved by the linear actuator 700 to face the slider 300 The first joint 710 and the second joint 720 adjust the angle so that the surface of the stamp 100 and the surface of the substrate 200 are in parallel contact with each other.

이를 통해, 상기 기판 스테이지(220)는 상기 스탬프(100) 면을 따라 회전하며, 상기 기판(200) 및 스탬프(100)가 서로 밀착되어 상기 기판(200) 상 작용되는 힘이 전면적에 걸쳐 동일하게 분포될 수 있도록 한다.As a result, the substrate stage 220 rotates along the surface of the stamp 100, and the substrate 200 and the stamp 100 come in close contact with each other, To be distributed.

본 발명에 따른 임프린트 리소그래피 방법은 상기 스탬프(100)가 투명 기판(200)으로 이루어지고, 상기 레지스트가 자외선 경화성 레지스트일 경우, 상기 선형 액추에이터(700)에 의해 상기 스탬프(100) 및 기판(200)이 면접촉 되도록 조정된 다음, 상기 스탬프(100) 상측에서 자외선이 조사되어 레지스트가 경화되는 단계를 더 포함할 수 있다.The imprint lithography method according to the present invention is characterized in that the stamp 100 is formed of a transparent substrate 200 and the stamp 100 and the substrate 200 are fixed by the linear actuator 700 when the resist is an ultraviolet- And then the ultraviolet light is irradiated on the upper side of the stamp 100 to cure the resist.

물론, 상기 레지스트가 열경화성 레지스트일 경우에는 상기 기판(200) 하측면에 핫플레이트와 같은 가열장치가 더 구비된 상태에서, 자외선 조사 대신 열이 가해져 상기 기판(200) 상측에 도포된 레지스트가 경화되는 단계가 수행될 수 있다.When the resist is a thermosetting resist, heat is applied instead of ultraviolet irradiation in a state where a heating device such as a hot plate is further provided on the lower side of the substrate 200, so that the resist coated on the substrate 200 is cured Step can be performed.

간략히 정리하면, 본 발명에 따른 임프린트 리소그래피 방법은 실시예 1에 개시된 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치를 이용하여, 조동 및 미동의 2단에 걸친 기판(200) 이동을 수행하며, 미동, 즉 상기 선형 액추에이터(700)에 의해 상기 기판 스테이지(220) 각도를 조절하여 상기 기판(200) 및 스탬프(100)가 평행하게 면접촉 되도록 함으로써, 상기 기판(200) 상에 분포된 힘이 일정해지도록 한다.
Briefly summarized, the imprint lithography method according to the present invention performs the movement of the substrate 200 across two stages of coarse and fine movement, using the self-aligned imprint lithography apparatus disclosed in Embodiment 1, The substrate 200 and the stamp 100 are brought into parallel contact with each other by adjusting the angle of the substrate stage 220 by means of the first and second substrates 200 and 700 so that the force distributed on the substrate 200 is constant.

본 발명은 상기한 실시예에 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 : 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치
100 : 스탬프 110 : 외부프레임
200 : 기판 210 : 기판 척
220 : 기판 스테이지
300 : 슬라이더
400 : 탄성 수단
410 : 제1탄성 힌지 420 : 제2탄성 힌지
430 : 스프링 블록
500 : 모터
510 : 볼스크류
600 : 선형가이드
700 : 선형 액추에이터
710 : 제1조인트 711 : 제1조인트 홀
720 : 제2조인트 721 : 제2조인트 홀1: Self-aligned imprint lithography apparatus
100: stamp 110: outer frame
200: substrate 210: substrate chuck
220: substrate stage
300: Slider
400: elastic means
410: first elastic hinge 420: second elastic hinge
430: spring block
500: motor
510: Ball Screw
600: Linear guide
700: linear actuator
710: first joint 711: first joint hole
720: 2nd joint 721: 2nd joint hole

Claims (6)

하측면에 패턴이 형성되며, 외부프레임에 장착되어 고정된 스탬프;
상기 스탬프와 접한 다음, 일정압력으로 가압됨으로써, 표면에 도포된 레지스트에 상기 스탬프의 패턴이 전사되는 기판;
상기 기판이 장착되어 고정되는 기판 척;
상기 기판 척의 위치를 정렬하는 기판 스테이지;
상기 기판 스테이지와 탄성 수단으로 연결되어 상기 기판 스테이지 하부에 배치되며, 모터 구동에 의해 상기 기판 스테이지를 z축 방향으로 직선 이동시키는 슬라이더;
상기 슬라이더가 z축 방향으로 직선 이동되도록 안내하는 선형가이드; 및
상기 기판 스테이지의 하측면 중앙부에 반구 형태로 함입 형성된 제1조인트 홀에 상단부가 삽입되며, 상기 슬라이더의 내측면 중앙부에 반구 형태로 함입 형성된 제2조인트 홀에 하단부가 삽입되고, 상단 및 하단에 상기 제1조인트 홀 및 제2조인트 홀에 대응되는 형태로 제1조인트 및 제2조인트가 형성되는 선형 액추에이터; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치.
A stamp having a pattern formed on a lower side thereof and fixed on an outer frame;
A substrate on which the pattern of the stamp is transferred to a resist coated on the surface by being pressed at a constant pressure after being in contact with the stamp;
A substrate chuck on which the substrate is mounted and fixed;
A substrate stage for aligning the position of the substrate chuck;
A slider connected to the substrate stage by elastic means and disposed under the substrate stage and linearly moving the substrate stage in the z-axis direction by driving the motor;
A linear guide for guiding the slider to linearly move in the z-axis direction; And
A lower end portion is inserted into a second joint hole formed in a hemispherical shape at the center of the inner side of the slider, and a lower end portion is inserted into a second joint hole formed at the upper end and the lower end, A linear actuator having a first joint and a second joint formed in a shape corresponding to the first joint hole and the second joint hole; And wherein the at least one self-aligned imprint lithography apparatus comprises:
제 1항에 있어서,
상기 선형 액추에이터는
복수개의 압전 필름이 적층되어 형성되는 압전 액추에이터인 것을 특징으로 하는 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치.
The method according to claim 1,
The linear actuator
Wherein the piezoelectric actuator is a piezoelectric actuator formed by stacking a plurality of piezoelectric films.
제 1항에 있어서,
상기 탄성 수단은
얇은 판 형태의 판스프링(leaf spring)으로 이루어진 탄성 힌지인 것을 특징으로 하는 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치.
The method according to claim 1,
The elastic means
Characterized in that it is an elastic hinge made of a leaf spring in the form of a thin plate.
제 3항에 있어서,
상기 탄성 수단은
일측 단부가 스프링 블록에 연결되고 타측 단부가 상기 슬라이더에 연결되는 제1탄성 힌지와, 일측 단부가 스프링 블록에 연결되고 타측 단부가 상기 기판 스테이지에 연결되는 제2탄성 힌지를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치.
The method of claim 3,
The elastic means
A first resilient hinge having one end connected to the spring block and the other end connected to the slider, and a second resilient hinge having one end connected to the spring block and the other end connected to the substrate stage Of the substrate.
제 1항에 있어서,
상기 제1조인트 및 제2조인트는
구조인트(spherical joint)인 것을 특징으로 하는 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치.
The method according to claim 1,
The first and second joints
Wherein the substrate is a spherical joint. ≪ Desc / Clms Page number 15 >
제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 의한 자가 정렬 임프린트 리소그래피 장치를 이용한 임프린트 리소그래피 방법은.
a) 상기 기판 척 위에 고정된 상기 기판 위에 레지스트가 도포되는 단계;
b) 상기 모터가 구동되어 상기 슬라이더가 상측으로 직선 이동되어 상기 기판이 상기 스탬프와 접촉되는 단계;
c) 상기 선형 액추에이터에 의해 상기 기판 스테이지가 상기 슬라이더 면에 대해 미소량만큼 상ㆍ하 이동되되, 상기 제1조인트 및 제2조인트에 의해 상기 스탬프 면과 상기 기판 면이 평행하게 면접촉 되도록 조정되는 단계; 를 포함하는 임프린트 리소그래피 방법.A method of imprint lithography using a self-aligned imprint lithography apparatus according to any one of claims 1 to 5.
a) applying a resist on the substrate fixed on the substrate chuck;
b) the motor is driven such that the slider is linearly moved upward to contact the substrate with the stamp;
c) the substrate stage is moved up and down by a slight amount with respect to the slider surface by the linear actuator, and the first and second joints are adjusted so that the stamp surface and the substrate surface are in parallel surface contact with each other step; / RTI >
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