KR101486205B1 - 롤 임프린트 리소그래피 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

롤 임프린트 리소그래피 장치 및 그 제어방법 Download PDF

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임형준
이재종
최기봉
김기홍
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한국기계연구원
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Abstract

본 발명은 롤 임프린트 리소그래피 장치 및 방법에 관한 것으로, 자외선 경화형 롤유닛, 열 경화형 롤유닛 및 평판유닛으로 구성되어 롤 또는 평면 형태의 스탬프와 기판에 대해 다양한 조합의 자외선 경화형 또는 열 경화형 임프린트 리소그래피 공정을 수행할 수 있는 롤 임프린트 리소그래피 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

롤 임프린트 리소그래피 장치 및 그 제어방법 {Roll imprint lithography apparatus and the control method thereof}
본 발명은 롤 임프린트 리소그래피 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 롤 또는 평면 형태의 스탬프와 기판에 대해 다양한 조합의 자외선 경화형 또는 열 경화형 임프린트 리소그래피 공정을 수행할 수 있는 롤 임프린트 리소그래피 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
마이크로미터 또는 나노미터 단위의 패턴을 형성하기 위한 수단 중 하나로 임프린트 리소그래피 기술이 활용되고 있다. 임프린트 리소그래피 기술의 특징은 패턴이 새겨져 있는 스탬프를 레지스트가 도포된 기판위에 접촉 및 가압 시킨 후 가열 또는 자외선 조사를 통해서 레지스트를 경화시킴과 동시에 레지스트에 스탬프의 패턴을 전사시키게 된다.
그리고 최근 공정 면적의 대형화, 유연 기판 및 스탬프의 활용, 연속 공정 구현에 대한 필요성 등으로 인해 롤 형태의 스탬프 또는 기판을 이용한 나노임프린트 장치 및 공정에 대한 개발이 진행되고 있다.
그런데 평면형 스탬프와 평면형 기판을 이용한 나노임프린트 리소그래피에서 발생 가능한 조합의 형태는 매우 제한적이나, 롤과 평면으로 이루어진 나노임프린트 리소그래피 장치에서 그 조합의 개수는 매우 다양하게 형성될 수 있다.
특히, 레지스트의 경화 방식이 열 경화 방식과 자외선 경화 방식으로 나뉘어 있으며, 각각의 방식에 따른 장단점이 있어 이에 대해 모두 적용 가능한 장치를 개발할 필요가 있다.
KR 10-2009-0020922 A (2009.02.27.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 롤 또는 평면 형태의 스탬프와 기판에 대해 다양한 조합의 자외선 경화형 또는 열 경화형 임프린트 리소그래피 공정을 수행할 수 있는 롤 임프린트 리소그래피 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치는, 테이블의 상부에 이격되어 구비되는 롤유닛 이송스테이지; 상기 롤유닛 이송스테이지의 일측에 결합되어 길이 방향으로 이송 가능한 자외선 경화형 롤유닛; 상기 롤유닛 이송스테이지의 타측에 결합되어 길이 방향으로 이송 가능한 열 경화형 롤유닛; 및 상기 테이블에 장착되어 높이 방향으로 이송 가능한 평판유닛; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 롤유닛 이송스테이지는, 수평이송부에 일측이 결합되고 타측이 자외선 경화형 롤유닛에 결합되며, 제1이송모터에 연결되어 상기 자외선 경화형 롤유닛을 길이 방향으로 이송시키는 제1이송슬라이더; 및 수평이송부에 일측이 결합되고 타측이 열 경화형 롤유닛에 결합되며, 제2이송모터에 연결되어 상기 열 경화형 롤유닛을 길이 방향으로 이송시키는 제2이송슬라이더; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수평이송부의 양측에는 스토퍼가 돌출 형성되고, 상기 제1이송슬라이더에는 제1스토퍼를 향해 제1초기화 센서가 장착되며, 상기 제2이송슬라이더에는 제2스토퍼를 향해 제2초기화 센서가 장착되며, 상기 제1이송슬라이더와 제2이송슬라이더가 서로 마주보는 면에는 제1근접센서와 제2근접센서가 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 평판유닛은 평면형 기판 또는 평면형 스탬프가 장착되는 제1고정부 및 제2고정부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자외선 경화형 롤유닛 및 열 경화형 롤유닛은 회전되는 투명튜브(롤)의 외주면에 패턴이 형성되거나 필름형 기판 또는 패턴이 형성된 필름형 스탬프가 부착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자외선 경화형 롤유닛은, 프레임; 상기 프레임에 회전 가능하도록 결합되는 한 쌍의 고정홀더; 상기 고정홀더 사이에 고정되는 투명튜브; 상기 투명튜브를 회전시키는 회전모터; 및 상기 프레임에 결합되며, 상기 투명튜브의 내부에 이격되어 구비되는 자외선 조사장치; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프레임에 회전스테이지가 결합되고 상기 자외선 조사장치는 회전스테이지에 결합되어, 상기 자외선 조사장치는 중심축을 기준으로 회전되는 각도가 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전모터 및 하나의 고정홀더가 일체형으로 결합되어, 보조축을 따라 상기 프레임에 중심축 방향으로의 탈부착 및 보조축을 중심으로 한 회전이 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열 경화형 롤유닛은, 프레임; 상기 프레임에 회전 가능하도록 결합되는 한 쌍의 고정홀더; 상기 고정홀더 사이에 고정되는 롤; 상기 롤을 회전시키는 회전모터; 및 상기 프레임에 결합되며, 상기 롤의 내부에 이격되어 구비되는 원통형 가열냉각장치; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원통형 가열냉각장치는, 몸체에 원주방향을 따라 이격되어 구비되는 다수개의 히터; 상기 몸체에 형성된 냉각유로; 및 상기 몸체에 구비되는 온도센서; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치의 제어방법은, 롤유닛 이송스테이지에 결합되어 길이 방향으로 이송 가능한 자외선 경화형 롤유닛 및 열 경화형 롤유닛을 상기 롤유닛 이송스테이지의 초기 위치인 양단에 배치시키는 단계(S10); 상기 자외선 경화형 롤유닛 및 열 경화형 롤유닛 중 어느 하나의 롤유닛이 이동되어 초기 위치를 벗어났을 때 나머지 하나의 롤유닛은 초기 위치에서 대기하는 단계(S20); 및 상기 자외선 경화형 롤유닛 또는 열 경화형 롤유닛이 이동되어 서로 근접되는 경우, 일정거리 이상으로 근접되면 제어장치를 통해 이송되는 롤유닛의 이송을 정지시키는 단계(S30); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치 및 그 제어방법은, 롤 또는 평면 형태의 스탬프와 기판에 대해 다양한 조합의 자외선 경화형 또는 열 경화형 임프린트 리소그래피 공정을 수행할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치의 외형을 나타낸 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치의 내부 구성을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치의 내부 구성을 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 평판유닛 및 평판유닛 구동부를 나타낸 단면 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 평판유닛의 상승 및 하강 상태를 나타낸 사시도 및 측면도.
도 7은 본 발명에 따른 두 개의 롤유닛의 초기화 및 충돌방지를 위한 센서의 구성을 나타낸 정면 개략도.
도 8은 본 발명에 따른 자외선 경화형 롤유닛의 세부 구조를 나타낸 단면 개략도.
도 9는 본 발명에 따른 자외선 경화형 롤유닛의 투명튜브 탈부착을 위한 구조 및 과정을 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 자외선 경화형 롤유닛의 자외선 조사장치의 회전조정 구조를 나타낸 사시도.
도 11은 도 10의 자외선 조사장치의 각도 조정에 따른 투명튜브와 기판의 접촉위치 관계를 나타낸 개략도.
도 12는 본 발명에 따른 자외선 경화형 롤유닛의 각도 조절을 위한 제1각도보상스테이지의 구성을 나타낸 도면.
도 13은 본 발명에 따른 열 경화형 롤유닛의 세부 구조를 나타낸 단면 개략도.
도 14는 본 발명에 따른 열 경화형 롤유닛의 롤 탈부착을 위한 구조 및 과정을 나타낸 사시도.
도 15는 본 발명에 따른 열 경화형 롤유닛의 원통형 가열냉각장치를 나타낸 단면도.
도 16은 본 발명에 따른 열 경화형 롤유닛의 각도 조절을 위한 제2각도보상스테이지의 구성을 나타낸 도면.
도 17은 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치를 이용한 공정의 실시예를 나타낸 정면 개략도.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치 및 그 제어방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치의 내부 구성을 나타낸 사시도 및 정면도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 평판유닛 및 평판유닛 구동부를 나타낸 단면 사시도, 사시도 및 측면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치(1000)는, 테이블(100)의 상부에 이격되어 구비되는 롤유닛 이송스테이지(200); 상기 롤유닛 이송스테이지(200)의 일측에 결합되어 길이 방향으로 이송 가능한 자외선 경화형 롤유닛(300); 상기 롤유닛 이송스테이지(200)의 타측에 결합되어 길이 방향으로 이송 가능한 열 경화형 롤유닛(400); 및 상기 테이블(100)에 장착되어 높이 방향으로 이송 가능한 평판유닛(500); 을 포함하여 이루어질 수 있다.
우선, 롤유닛 이송스테이지(200) 자외선 경화형 롤유닛(300) 및 열 경화형 롤유닛(400)이 결합되어 길이 방향으로 이송되도록 하는 역할을 한다. 그리고 롤유닛 이송스테이지(200)는 테이블(100)의 상부에 이격되어 구비되며, 도시된 바와 같이 테이블(100)의 상면에 수직으로 4개의 지지대가 결합되고 지지대의 상측에 상판이 결합되어 고정되며, 상판의 하면에 롤유닛 이송스테이지(200)가 결합되어 고정될 수 있다.
자외선 경화형 롤유닛(300)은 회전하면서 자외선을 조사하여 레지스트를 경화시킬 수 있도록 하는 장치이며, 자외선 경화형 롤유닛(300)은 롤유닛 이송스테이지(200)의 일측(우측)에 결합되어 길이 방향으로 이송 가능하도록 구성된다. 이때, 자외선 경화형 롤유닛(300)은 롤유닛 이송스테이지(200)의 하측에 결합될 수 있으며, 자외선 경화형 롤유닛(300)은 롤유닛 이송스테이지(200)의 길이 방향에 수직이며 테이블(100)에 평행한 회전축을 중심으로 회전될 수 있다.
열 경화형 롤유닛(400)은 회전하면서 열을 가하여 레지스트를 경화시킬 수 있도록 하는 장치이며, 열 경화형 롤유닛(400)은 롤유닛 이송스테이지(200)의 타측(좌측)에 결합되어 길이 방향으로 이송 가능하도록 구성된다. 이때, 열 경화형 롤유닛(400)은 롤유닛 이송스테이지(200)의 하측에 결합될 수 있으며, 열 경화형 롤유닛(400)은 롤유닛 이송스테이지(200)의 길이 방향에 수직이며 테이블(100)에 평행한 회전축을 중심으로 회전될 수 있다.
평판유닛(500)은 평판형태의 스탬프 또는 평판형태의 기판이 장착되는 부분으로, 평판유닛(500)은 테이블(100)에 장착되어 높이 방향으로 이송 가능하도록 평판유닛 구동부(530)에 결합되어 평판유닛(500)의 상면에 스탬프 또는 기판이 장착된 상태에서 상승하여 롤유닛(300,400)에 접촉 및 가압되도록 한 후 하강하도록 하여 롤 임프린트 리소그래피 공정을 수행할 수 있다.
그리하여 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치는, 롤 또는 평면 형태의 스탬프와 기판에 대해 다양한 조합의 자외선 경화형 또는 열 경화형 임프린트 리소그래피 공정을 수행할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치(1000)는, 도 1과 같이 롤유닛 이송스테이지(200), 자외선 경화형 롤유닛(300), 열 경화형 롤유닛(400) 및 평판유닛(500)을 감싸도록 테이블(100)에 커버(110)가 결합될 수 있고, 커버(110)에는 제어판넬(120) 및 도어(130)가 구성될 수 있다. 또한, 테이블(100)의 하측에는 제어를 위한 제어장치(140)가 구성될 수 있다.
또한, 상기 롤유닛 이송스테이지(200)는, 수평이송부(230)에 일측이 결합되고 타측이 자외선 경화형 롤유닛(300)에 결합되며, 제1이송모터(211)에 연결되어 상기 자외선 경화형 롤유닛(300)을 길이 방향으로 이송시키는 제1이송슬라이더(210); 및 수평이송부(230)에 일측이 결합되고 타측이 열 경화형 롤유닛(400)에 결합되며, 제2이송모터(221)에 연결되어 상기 열 경화형 롤유닛(400)을 길이 방향으로 이송시키는 제2이송슬라이더(220); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 자외선 경화형 롤유닛(300)과 열 경화형 롤유닛(400)의 이송을 각각 제어할 수 있도록 한 구성이다. 이때, 롤유닛 이송스테이지(200)에는 제1이송슬라이더(210) 및 제2이송슬라이더(220)가 결합되며, 제1이송슬라이더(210)에는 자외선 경화형 롤유닛(300)이 결합되고 제2이송슬라이더(220)에는 열 경화형 롤유닛(400)이 결합되어, 제1이송모터(211)의 작동에 의해 자외선 경화형 롤유닛(300)이 이송될 수 있고 제2이송모터(221)의 작동에 의해 열 경화형 롤유닛(400)이 이송될 수 있다.
또한, 상기 수평이송부의 양측에는 스토퍼가 돌출 형성되고, 상기 제1이송슬라이더에는 제1스토퍼를 감지하여 상기 자외선 경화형 롤유닛의 초기위치를 설정하고 제어할 수 있는 제1초기화 센서가 상기 제1스토퍼를 향해 장착되며, 상기 제2이송슬라이더에는 제2스토퍼를 감지하여 상기 열 경화형 롤유닛의 초기위치를 설정하고 제어할 수 있는 제2초기화 센서가 상기 제2스토퍼를 향해 장착되며, 상기 제1이송슬라이더(210)와 제2이송슬라이더(220)가 서로 마주보는 면에는 제1근접센서(380)와 제2근접센서(470)가 장착될 수 있다.
이는, 자외선 경화형 롤유닛(300)과 열 경화형 롤유닛(400)이 롤유닛 이송스테이지(200) 상에서 양단에 배치되는 초기위치와 롤유닛(300,400)들이 이송되면서 서로 근접하였을 때 충돌을 방지하기 위한 구성이다. 즉, 도 7과 같이 롤유닛 이송스테이지(200)의 우측단에 제1스토퍼(231)를 감지하여 자외선 경화형 롤유닛(300)의 초기위치를 설정하고 제어할 수 있으며, 롤유닛 이송스테이지(200)의 좌측단에 제2스토퍼(232)를 감지하여 열 경화형 롤유닛(400)의 초기위치를 설정하고 제어할 수 있다. 또한, 롤유닛(300,400)들이 이송되면서 서로 근접하였을 때 거리를 감지하여 이송을 제어할 수 있도록 제1근접센서(380)를 제1이송슬라이더(210)에 장착하고 제2근접센서(470)를 제2이송슬라이더(220)에 장착하여, 각각 반대측에 형성된 타겟(381,471)을 감지하도록 함으로써 서로 근접된 상태인 경우 충돌되지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 평판유닛(500)은 평면형 기판 또는 평면형 스탬프가 장착되는 제1고정부(510) 및 제2고정부(520)가 형성될 수 있다.
즉, 평판유닛(500)의 상면에는 2개의 고정부가 형성되어 각각 평면형태의 기판 및 평면형태의 스탬프를 선택하여 고정할 수 있다. 그리하여 롤유닛(300,400)에 스탬프가 형성되거나 결합된 경우 평판유닛(500)에는 기판을 장착하고, 반대로 롤유닛(300,400)에 기판이 결합된 경우 평판유닛(500)에는 스탬프를 장착하여 사용할 수 있다. 또한, 하나의 롤유닛에는 기판을 결합하고 다른 하나의 롤유닛에는 스탬프가 형성되거나 결합될 수 있으며, 이때 평판유닛(500)의 하나의 고정부에는 스탬프를 장착하고 다른 하나의 고정부에는 기판을 장착하여 선택적인 조합으로 사용할 수 있다.
또한, 상기 자외선 경화형 롤유닛(300) 및 열 경화형 롤유닛(400)은 회전되는 투명튜브(330) 또는 롤(430)의 외주면에 패턴이 형성되거나 필름형 기판 또는 패턴이 형성된 필름형 스탬프가 부착될 수 있다.
즉, 롤유닛(300,400)의 회전되는 투명튜브(롤)(330,430)의 외주면에 패턴이 형성될 수 있고, 투명튜브(롤)(330,430)의 외주면에 필름형태의 기판이 감겨 부착될 수 있으며, 투명튜브(롤)(330,430)의 외주면에 패턴이 형성된 필름형태의 스탬프가 감겨 부착될 수도 있다. 그리하여 롤유닛(300,400)들은 투명튜브(롤) 외주면 자체에 직접 패턴이 형성된 것을 사용하거나 패턴이 형성된 필름형 스탬프를 부착하여 사용할 수도 있으며, 투명튜브(롤) 외주면에 필름형 기판을 부착하여 선택적으로 사용할 수 있다.
또한, 상기 자외선 경화형 롤유닛(300)은, 프레임(310); 상기 프레임(310)에 회전 가능하도록 결합되는 한 쌍의 고정홀더(320); 상기 고정홀더(320) 사이에 고정되는 투명튜브(330); 상기 투명튜브(330)를 회전시키는 회전모터(340); 및 상기 프레임(310)에 결합되며, 상기 투명튜브(330)의 내부에 이격되어 구비되는 자외선 조사장치(350); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 프레임(310)은 제1이송슬라이더(210)에 결합되는 부분이며, 도 8과 같이 프레임(310)에 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 고정홀더(320) 사이에 투명튜브(330)가 고정되어 회전모터(340)의 작동에 의해 투명튜브(330)가 회전되도록 구성되며, 자외선 조사장치(350)는 투명튜브(330)의 내부에 이격되어 구비되고 프레임(310)에 고정되어 투명튜브(330)를 통과해 하측 방향으로 자외선을 조사할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 프레임(310)에 회전스테이지(360)가 결합되고 상기 자외선 조사장치(350)는 회전스테이지(360)에 결합되어, 상기 자외선 조사장치(350)는 중심축을 기준으로 회전되는 각도가 조절될 수 있다. 즉, 도 10 및 도 11과 같이 투명튜브(330)가 평판유닛(500)에 고정된 평판형태의 스탬프 또는 기판과 선 접촉되는 위치에 정확히 일치하게 자외선을 조사할 수 있도록 구성되되, 회전스테이지(360)에 의해 자외선 조사장치(350)의 각도가 조절될 수 있어 선 접촉되는 위치보다 길이 방향(이송 방향)의 전방 및 후방에 자외선이 조사되도록 변경할 수 있다.
또한, 상기 회전모터(340) 및 하나의 고정홀더(320)가 일체형으로 결합되어, 보조축(390)을 따라 상기 프레임(310)에 중심축 방향으로의 탈부착 및 보조축(390)을 중심으로 한 회전이 가능하도록 결합될 수 있다.
이는 투명튜브(330)를 탈부착하기 용이하도록 한 구성이며, 도 9와 같이 회전모터(340)에 결합된 하나의 고정홀더(320)를 보조축(390)을 이용해 중심축(회전중심) 방향으로 빼낸 후 보조축(390)을 중심으로 회전모터(340)와 고정홀더(320)가 결합된 조립체를 회전시켜 투명튜브(330)를 탈부착 할 수 있다. 투명튜브(330)를 교체한 후에는 회전모터(340)와 고정홀더(320) 조립체를 다시 회전 및 슬라이딩 시킨 후 프레임(310)에 결합하여 고정되도록 할 수 있다.
그리고 도 12와 같이 프레임(310)의 상측에는 제1각도보상스테이지(240)가 결합되어, 투명튜브(330)가 평판형태의 기판 또는 스탬프에 정확하게 선 접촉되고 접촉되는 부분의 압력이 균일하도록 투명튜브(330)의 각도를 조절할 수 있다.
또한, 상기 열 경화형 롤유닛(400)은, 프레임(410); 상기 프레임(410)에 회전 가능하도록 결합되는 한 쌍의 고정홀더(420); 상기 고정홀더(420) 사이에 고정되는 롤(430); 상기 롤(430)를 회전시키는 회전모터(440); 및 상기 프레임(410)에 결합되며, 상기 롤(430)의 내부에 이격되어 구비되는 원통형 가열냉각장치(450); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 자외선 경화형 롤유닛(300)과 마찬가지로 도 13과 같이 프레임(410)에 결합되어 고정된 원통형 가열냉각장치(450)가 롤(430)의 내부에 구비되도록 하고, 회전모터(440)의 작동에 의해 롤(430)이 회전되도록 하여, 롤(430)이 가열되어 롤(430)과 평판유닛(500)에 고정된 평판형태의 스탬프 또는 기판이 선 접촉되는 위치에 열을 가할 수 있다.
그리고 열 경화형 롤유닛(400)의 롤(430)을 탈부착 하기 위한 구조 또한 자외선 경화형 롤유닛(300)의 구조와 동일하게 보조축(480)을 이용해 탈부착이 용이하도록 할 수 있다.
또한, 상기 원통형 가열냉각장치(450)는, 몸체에 원주방향을 따라 이격되어 구비되는 다수개의 히터(451); 상기 몸체에 형성된 냉각유로(452); 및 상기 몸체에 구비되는 온도센서(453); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 도 15와 같이 원주방향을 따라 이격되어 배치된 히터(451)에 의해 원통형의 롤(430)을 균일하게 가열할 수 있으며, 몸체에 형성된 냉각유로(452)에 의해 원통형 롤(430)이 냉각되도록 할 수도 있다. 이때, 몸체에 설치된 온도센서(453)를 이용해 히터(451)들과 냉각유로(452)를 제어하여 온도를 유지 또는 변경시킬 수 있다.
여기에서 히터(451)들의 내측에 냉각유로(452)가 형성될 수 있으며, 냉각유로(452)는 몸체의 중앙으로 냉매가 유입되도록 냉매 유입관이 형성되고 냉매 유입관의 바깥쪽을 감싸는 형태로 냉매 배출관이 형성되어 이중관 형태로 냉각유로(452)가 형성될 수 있으며, 냉매 유입관의 바깥쪽에 다수개의 냉매 배출관이 형성될 수도 있다. 이때, 히터(451)들은 롤(430)로 열을 전달해야 하므로 몸체의 외주면에 가깝게 원주방향을 따라 일정한 간격을 두고 형성되며, 냉각유로(452)는 몸체를 냉각시킬 수 있도록 히터(451)들의 내측에 배치될 수 있으며, 냉각유로(452)를 통과하는 냉매로는 상온 또는 저온의 공기, 질소, 물 및 냉각유 등이 될 수 있다.
그리고 도 16과 같이 프레임(410)의 상측에는 제2각도보상스테이지(250)가 결합되어, 롤(430)이 평판형태의 기판 또는 스탬프에 정확하게 선 접촉되고 접촉되는 부분의 압력이 균일하도록 롤(430)의 각도를 조절할 수 있다.
그리고 본 발명의 롤 임프린트 리소그래피 장치의 제어방법은, 롤유닛 이송스테이지(200)에 결합되어 길이 방향으로 이송 가능한 자외선 경화형 롤유닛(300) 및 열 경화형 롤유닛(400)을 상기 롤유닛 이송스테이지(200)의 초기 위치인 양단에 배치시키는 단계(S10); 상기 자외선 경화형 롤유닛(300) 및 열 경화형 롤유닛(400) 중 어느 하나의 롤유닛이 이동되어 초기 위치를 벗어났을 때 나머지 하나의 롤유닛은 초기 위치에서 대기하는 단계(S20); 및 상기 자외선 경화형 롤유닛(300) 또는 열 경화형 롤유닛(400)이 이동되어 서로 근접되는 경우, 일정거리 이상으로 근접되면 제어장치를 통해 이송되는 롤유닛의 이송을 정지시키는 단계(S30); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 두 개의 롤유닛이 하나의 이송스테이지에서 길이 방향을 따라 이송되므로, 롤유닛 이송스테이지(200)의 양단인 초기 위치에 자외선 경화형 롤유닛(300) 및 열 경화형 롤유닛(400)이 배치되며, 초기 위치에서 공정이 시작되어 하나의 롤유닛이 이동되고 기판 또는 스탬프가 고정된 평판유닛(500)이 상승되어 롤 임프린트 리소그래피 공정이 수행되는 동안에는 다른 하나의 롤유닛은 초기 위치에서 대기하도록 한다. 그리고 자외선 경화형 롤유닛(300) 또는 열 경화형 롤유닛(400)이 이동되어 두 개의 롤유닛이 서로 근접되는 경우, 일정거리 이상으로 근접되면 제어장치를 통해 이송되는 롤유닛의 이송을 정지시켜 두 개의 롤유닛이 충돌되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 두 개의 롤유닛(300,400) 및 두 개의 고정부(510,520)가 형성된 평판유닛(500)을 이용하여, 다양한 조합의 롤 임프린트 리소그래피 공정을 수행할 수 있다.
일례로 도 17과 같이 우측의 자외선 경화형 롤유닛(300)에는 패턴이 형성된 필름형 스탬프(610)가 투명튜브(330)의 외주면에 부착되거나 투명튜브(330)의 외주면 자체에 패턴이 형성되고, 좌측의 열 경화형 롤유닛(400)에는 필름형 기판(620)이 롤(430)의 외주면에 부착되거나 롤(430) 자체가 기판일 수 있으며, 평판유닛(500)의 제1고정부(510)에는 평면형 기판(640)이 장착되고 제2고정부(52)에는 평면형 스탬프(630)가 장착될 수 있다. 그리고 두 개의 롤유닛(300,400)은 각각 초기 위치에서 대기한 상태에서, 먼저 우측의 자외선 경화형 롤유닛(300)이 이동되고 평판유닛(500)이 상승하여 자외선 경화형 롤유닛(300)의 필름형 스탬프(610)가 평판유닛(500)의 제1고정부(510)에 장착된 평면형 기판(640)과 접촉 가압된 상태에서 투명튜브(330)가 회전하고 자외선 경화형 롤유닛(300)이 우측으로 이동하여 평면형 기판(640)의 상면에 코팅된 레지스트에 패턴이 전사되고 조사되는 자외선에 의해 레지스트가 경화될 수 있다. 이후 자외선 경화형 롤유닛(300)이 롤유닛 이송스테이지(200)의 우측단에 대기한 상태에서 열 경화형 롤유닛(400)이 이동되고 평판유닛(500)이 상승하여 열 경화형 롤유닛(400)의 필름형 기판(620)이 평판유닛(500)의 제2고정부(520)에 장착된 평면형 스탬프(630)와 접촉 가압된 상태에서 롤(430)이 회전하고 열 경화형 롤유닛(400)이 우측으로 이동하여 필름형 기판(620)의 외주면에 코팅된 레지스트에 패턴이 전사되고 가열된 롤(430)의 열에 의해 레지스트가 경화될 수 있다.
이와 같이 롤유닛의 투명튜브(롤) 자체를 기판으로 형성, 투명튜브(롤)의 외주면 자체에 패턴이 있도록 투명튜브(롤)를 스탬프로 형성, 필름형 스탬프 또는 필름형 기판을 투명튜브(롤)의 외주면에 부착, 평판유닛의 고정부에 평면형 스탬프 또는 기판을 장착하는 경우들에서 다양한 조합을 이용해 롤 임프린트 리소그래피 공정을 수행할 수 있다.
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.
1000 : 롤 임프린트 리소그래피 장치
100 : 테이블 110 : 커버
120 : 제어판넬 130 : 도어
140 : 제어장치
200 : 롤유닛 이송스테이지
210 : 제1이송슬라이더 211 : 제1이송모터
220 : 제2이송슬라이더 221 : 제2이송모터
230 : 수평이송부 231 : 제1스토퍼
232 : 제2스토퍼
240 : 제1각도보상스테이지 250 : 제2각도보상스테이지
300 : 자외선 경화형 롤유닛
310 : 프레임 320 : 고정홀더
330 : 투명튜브 340 : 회전모터
350 : 자외선 조사장치 360 : 회전스테이지
370 : 제1초기화센서 380 : 제1근접센서
381 : 타겟 390 : 보조축
400 : 열 경화형 롤유닛
410 : 프레임 420 : 고정홀더
430 : 롤 440 : 회전모터
450 : 원통형 가열냉각장치
451 : 히터 452 : 냉각유로
453 : 온도센서 460 : 제2초기화센서
470 : 제2근접센서 471 : 타겟
480 : 보조축
500 : 평판유닛
510 : 제1고정부 520 : 제2고정부
530 : 평판유닛 구동부
610 : 필름형 스탬프 620 : 필름형 기판
630 : 평면형 스탬프 640 : 평면형 기판

Claims (11)

  1. 테이블의 상부에 이격되어 구비되는 롤유닛 이송스테이지;
    상기 롤유닛 이송스테이지의 일측에 결합되어 길이 방향으로 이송 가능한 자외선 경화형 롤유닛;
    상기 롤유닛 이송스테이지의 타측에 결합되어 길이 방향으로 이송 가능한 열 경화형 롤유닛; 및
    상기 테이블에 장착되어 높이 방향으로 이송 가능한 평판유닛; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 임프린트 리소그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 롤유닛 이송스테이지는,
    수평이송부에 일측이 결합되고 타측이 자외선 경화형 롤유닛에 결합되며, 제1이송모터에 연결되어 상기 자외선 경화형 롤유닛을 길이 방향으로 이송시키는 제1이송슬라이더; 및
    수평이송부에 일측이 결합되고 타측이 열 경화형 롤유닛에 결합되며, 제2이송모터에 연결되어 상기 열 경화형 롤유닛을 길이 방향으로 이송시키는 제2이송슬라이더; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 임프린트 리소그래피 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수평이송부의 양측에는 스토퍼가 돌출 형성되고, 상기 제1이송슬라이더에는 제1스토퍼를 감지하여 상기 자외선 경화형 롤유닛의 초기위치를 설정하고 제어할 수 있는 제1초기화 센서가 상기 제1스토퍼를 향해 장착되며, 상기 제2이송슬라이더에는 제2스토퍼를 감지하여 상기 열 경화형 롤유닛의 초기위치를 설정하고 제어할 수 있는 제2초기화 센서가 상기 제2스토퍼를 향해 장착되며,
    상기 제1이송슬라이더와 제2이송슬라이더가 서로 마주보는 면에는 제1근접센서와 제2근접센서가 장착되는 것을 특징으로 하는 롤 임프린트 리소그래피 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 평판유닛은 평면형 기판 또는 평면형 스탬프가 장착되는 제1고정부 및 제2고정부가 형성되는 것을 특징으로 하는 롤 임프린트 리소그래피 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 경화형 롤유닛 및 열 경화형 롤유닛은 회전되는 투명튜브 또는 롤의 외주면에 패턴이 형성되거나 필름형 기판 또는 패턴이 형성된 필름형 스탬프가 부착되는 것을 특징으로 하는 롤 임프린트 리소그래피 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 경화형 롤유닛은,
    프레임;
    상기 프레임에 회전 가능하도록 결합되는 한 쌍의 고정홀더;
    상기 고정홀더 사이에 고정되는 투명튜브;
    상기 투명튜브를 회전시키는 회전모터; 및
    상기 프레임에 결합되며, 상기 투명튜브의 내부에 이격되어 구비되는 자외선 조사장치; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 임프린트 리소그래피 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프레임에 회전스테이지가 결합되고 상기 자외선 조사장치는 회전스테이지에 결합되어, 상기 자외선 조사장치는 중심축을 기준으로 회전되는 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 롤 임프린트 리소그래피 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 회전모터 및 하나의 고정홀더가 일체형으로 결합되어, 보조축을 따라 상기 프레임에 중심축 방향으로의 탈부착 및 보조축을 중심으로 한 회전이 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 롤 임프린트 리소그래피 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열 경화형 롤유닛은,
    프레임;
    상기 프레임에 회전 가능하도록 결합되는 한 쌍의 고정홀더;
    상기 고정홀더 사이에 고정되는 롤;
    상기 롤을 회전시키는 회전모터; 및
    상기 프레임에 결합되며, 상기 롤의 내부에 이격되어 구비되는 원통형 가열냉각장치; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 임프린트 리소그래피 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 원통형 가열냉각장치는,
    몸체에 원주방향을 따라 이격되어 구비되는 다수개의 히터;
    상기 몸체에 형성된 냉각유로; 및
    상기 몸체에 구비되는 온도센서; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 임프린트 리소그래피 장치.
  11. 롤유닛 이송스테이지에 결합되어 길이 방향으로 이송 가능한 자외선 경화형 롤유닛 및 열 경화형 롤유닛을 상기 롤유닛 이송스테이지의 초기 위치인 양단에 배치시키는 단계(S10);
    상기 자외선 경화형 롤유닛 및 열 경화형 롤유닛 중 어느 하나의 롤유닛이 이동되어 초기 위치를 벗어났을 때 나머지 하나의 롤유닛은 초기 위치에서 대기하는 단계(S20); 및
    상기 자외선 경화형 롤유닛 또는 열 경화형 롤유닛이 이동되어 서로 근접되는 경우, 일정거리 이상으로 근접되면 제어장치를 통해 이송되는 롤유닛의 이송을 정지시키는 단계(S30); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 임프린트 리소그래피 장치의 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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