KR101873508B1 - Tapping patterning apparatus and the method using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판에 회로 패턴을 형성하기 위한 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법에 관한 것이다. 본 발명의 탭핑 패터닝 장치는 탐침부와, 센서부와, 승강구동부를 포함하고, 전압발생부를 더 포함할 수 있으며, 본 발명의 탭핑 패터닝 방법은 탐침부 배치단계와, 센싱단계와, 탐침부 접촉단계와, 경화단계를 포함하고, 탐침부 접근단계와, 전기장 형성단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법은 팁면이 접촉된 레지스트층의 패터닝 지점에는 단위패턴과 반대되는 형상의 복제패턴이 형성되거나, 팁면과 마주보는 레지스트층의 패터닝 지점이 전기장의 영향을 받아 유동되면서 단위패턴과 대칭되는 형상의 복제패턴을 형성할 수 있다.The present invention relates to a tapping patterning apparatus for forming a circuit pattern on a substrate and a tapping patterning method using the same. The tapping patterning apparatus of the present invention may further include a probe section, a sensor section, and a lifting section, and may further include a voltage generating section. The tapping patterning method of the present invention includes a probe placement step, a sensing step, And a curing step, and may further include a probe approaching step and an electric field forming step. The tapping patterning apparatus and the tapping patterning method using the same according to the present invention are characterized in that a replication pattern having a shape opposite to a unit pattern is formed at a patterning point of a resist layer having a tip surface contacted thereto or a patterning point of a resist layer facing a tip surface is influenced by an electric field A replica pattern having a shape symmetrical with the unit pattern can be formed.

Description

탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법{Tapping patterning apparatus and the method using the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a tapping patterning apparatus and a tapping patterning method using the same,

본 발명은 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 회로 패턴을 형성하기 위한 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tapping patterning apparatus and a tapping patterning method using the same, and more particularly, to a tapping patterning apparatus for forming a circuit pattern on a substrate and a tapping patterning method using the same.

반도체 제조 공정 등에 있어서 기판의 표면을 원하는 패턴으로 가공하기 위하여 여러 가지 방식의 리소그래피 기술이 이용된다. 종래에는 광을 이용하여 기판의 표면에 포토레지스트를 코팅하고 이를 식각하여 패턴을 제작하는 광 리소그래피(optical lithography)가 일반적으로 이용되어 왔으나, 광 리소그래피를 통해 형성되는 패턴은 광학적 회절 현상에 의해 그 크기에 제한을 받게 되며 분해능은 사용 광선의 파장에 비례한다. 따라서 반도체소자의 집적도가 증가할수록 파장이 짧은 노광 기술이 요구된다.Various types of lithography techniques are used to process the surface of a substrate into a desired pattern in a semiconductor manufacturing process or the like. Conventionally, optical lithography has been generally used in which a photoresist is coated on a surface of a substrate using light and a pattern is formed by etching the photoresist. However, a pattern formed through photolithography is formed by optical diffraction And the resolution is proportional to the wavelength of the light beam used. Therefore, as the degree of integration of semiconductor devices increases, an exposure technique with a shorter wavelength is required.

반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 광 리소그래피는 광 간섭의 영향으로 인해 포토레지스트 패턴의 물리적인 형태가 달라진다. 주로 문제가 되는 것은 포토레지스트 패턴의 선폭(critical dimension)의 불균일한 변화이다. 포토레지스트 패턴의 선폭이 전체적으로 균일하지 않고 하부 막의 영역에 따라 달라지면 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 패터닝되는 레지스트층의 패턴도 애초에 원하던 형태와는 다른 형태가 되기 때문에 구현 가능한 선폭에는 한계가 있다. 또한, 공정 중에 발생하는 불순물과 포토레지스트가 반응하여 포토레지스트가 침식되어 포토레지스트 패턴이 변화할 수도 있다. 포토레지스트의 침식은 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 패터닝되는 레지스트층의 패턴도 애초에 원하던 형태와는 다른 형태를 갖게 된다.As the degree of integration of semiconductor devices increases, the physical form of the photoresist pattern changes due to the influence of optical interference in optical lithography. A major problem is the non-uniform variation of the critical dimension of the photoresist pattern. If the line width of the photoresist pattern is not uniform as a whole but varies depending on the area of the lower film, the pattern of the resist layer patterned using the photoresist pattern as a mask is also different from the originally desired pattern. In addition, impurities generated during the process may react with the photoresist, and the photoresist may be eroded to change the photoresist pattern. The erosion of the photoresist also has a pattern of the resist layer patterned using the photoresist pattern as a mask, which differs from the originally desired pattern.

따라서 최근에는 나노(nano) 단위의 선폭을 가진 보다 미세하게 집적된 반도체 집적 회로를 구현할 수 있는 차세대 리소그래피 기술이 제안되고 있다. 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.Therefore, a next-generation lithography technique capable of realizing a finely integrated semiconductor integrated circuit having a line width of a nano unit has recently been proposed. These next-generation lithography techniques include electron-beam lithography, ion-beam lithography, extreme ultraviolet lithography, proximity x-ray lithography, and nanoimprint lithography. imprint lithography).

이 중, 나노 임프린트 리소그래피 방법은 다수의 나노 크기의 구조물(100㎚이하)이 형성된 스탬프(몰드)를 미리 제작하여 이를 기판 위에 마치 도장(stamp)을 찍듯이 찍어서 패턴을 전사하는 방법이다. 이러한 나노 임프린트 리소그래피 방법은 대면적의 기판을 신속하게 패터닝할 수 있어 최근 각광받고 있으나, 패터닝 면적이 넓어질수록 패턴 불량이 높아지는 문제점이 있었다.In the nanoimprint lithography method, a stamp (mold) having a plurality of nano-sized structures (100 nm or less) is formed in advance, and the pattern is transferred onto a substrate by stamping the pattern. Although the nanoimprint lithography method can quickly pattern a substrate having a large area, it has recently been spotlighted, but there has been a problem that the pattern defect becomes higher as the patterning area becomes wider.

즉, 패터닝 면적이 넓어짐에 따라 스탬프와 기판 사이의 수평을 정확하게 맞추기 어려워 스탬프와 기판 사이의 간격이 가까운 쪽은 레지스트층이 압착되면서 레지스트층의 두께가 상대적으로 얇은 상태로 패터닝되고, 스탬프와 기판 사이의 간격이 먼 쪽은 레지스트층이 덜 압착되면서 레지스트층의 두께가 상대적으로 두꺼운 상태로 패터닝되거나, 아예 스탬프와 기판이 서로 미접촉되면서 레지스트층에 패턴이 형성되지 않게 된다.That is, as the patterning area becomes wider, it is difficult to precisely align the horizon between the stamp and the substrate. Therefore, when the distance between the stamp and the substrate is close to that between the stamp and the substrate, the resist layer is pressed and patterned with the thickness of the resist layer being relatively thin. The pattern is not formed in the resist layer while the resist layer is less pressed and the thickness of the resist layer is relatively thickened or the stamp and the substrate are not in contact with each other.

또한, 종래의 나노 임프린트 리소그래피 방법은 기판에 형성된 레지스트층의 평탄도에도 영향을 받는데, 레지스트층의 두께가 상대적으로 두꺼운 부분은 스탬프에 압착되어 확실하게 패터닝되는 반면, 레지스트층의 두께가 상대적으로 얇은 부분은 스탬프의 압착도가 떨어지거나, 아예 스탬프에 접촉되지 않으면서 패턴 형성에 실패하게 된다.In addition, the conventional nanoimprint lithography method is also affected by the flatness of the resist layer formed on the substrate. The relatively thick portion of the resist layer is pressed onto the stamp to reliably pattern the resist layer, while the thickness of the resist layer is relatively thin Portions of the stamps are not squeezed or contacted with the stamp at all, thereby failing to form the pattern.

이와 같은 패턴 불량은 패턴이 형성된 레지스트층의 잔류층 영역(residual layer)의 두께가 불균일하다는 의미이다. 이 때문에 패터닝 공정 이후에 수행되는 패턴 식각 공정에서 잔류층 영역의 두께에 따라 식각되는 정도가 달라져 결국 원하는 패턴을 갖는 기판을 생산하기 어렵게 된다.Such a defective pattern means that the thickness of the residual layer of the resist layer on which the pattern is formed is not uniform. Therefore, in the pattern etching process performed after the patterning process, the degree of etching depends on the thickness of the residual layer region, which makes it difficult to produce a substrate having a desired pattern.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0063233호(2013.06.14. 공개공고, 발명의 명칭 : 나노 임프린트 리소그래피 장치 및 방법)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0063233 (entitled "Nanoimprint lithography apparatus and method"),

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스탬프와 기판 사이의 수평도, 레지스트층의 평탄도 등에 영향을 받지 않고 기판에 원하는 패턴을 전사할 수 있는 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, which is capable of transferring a desired pattern onto a substrate without being affected by the horizontality between the stamp and the substrate, Device and a tapping patterning method using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 탭핑 패터닝 장치는, 레지스트층이 형성된 기판의 상면으로부터 이격되고, 상기 기판과 마주보는 팁면에 단위패턴이 형성된 가늘고 긴 바늘 형상의 탐침부; 상기 팁면과 상기 레지스트층에 존재하는 패터닝 지점 사이의 이격거리를 측정하는 센서부; 및 상기 센서부에서 측정된 이격거리 정보를 이용하여, 상기 탐침부의 팁면이 상기 패터닝 지점에 접촉되도록 상기 탐침부를 승강시키는 승강구동부;를 포함하고, 상기 패터닝 지점에는 상기 단위패턴과 반대되는 형상의 복제패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a tapping patterning apparatus including: an elongated needle-shaped probe unit spaced apart from an upper surface of a substrate having a resist layer formed thereon and having a unitary pattern formed on a tip surface facing the substrate; A sensor unit for measuring a distance between the tip surface and a patterning point present in the resist layer; And an elevation driving unit for elevating the probe unit so that the tip surface of the probe unit contacts the patterning point using the distance information measured by the sensor unit, And a pattern is formed.

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 장치에 있어서, 상기 탐침부는, 상기 센서부의 내부에 형성된 승강통로에 수용되고, 상기 승강구동부의 구동에 의해 상기 센서부의 외부로 돌출되어 상기 팁면이 상기 레지스트층에 접촉될 수 있다.In the tapping patterning device according to the present invention, the probing portion may be accommodated in an elevating passage formed inside the sensor portion, and protruded to the outside of the sensor portion by driving of the elevation driving portion, so that the tip surface may contact the resist layer have.

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 장치에 있어서, 상기 팁면과 상기 기판과 인접한 승강통로의 개구면 사이의 높이 차이를 측정하는 광학수단; 및 상기 탐침부를 상기 높이 차이만큼 승강시켜 상기 팁면이 상기 개구면에 정렬되도록 상기 승강구동부를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.In the tapping patterning apparatus according to the present invention, optical means for measuring the height difference between the tip surface and the opening surface of the lift passage adjacent to the substrate; And a control unit for controlling the elevation driving unit such that the tip surface is aligned with the opening surface by raising and lowering the probe unit by the height difference.

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 장치에 있어서, 상기 패터닝 지점에 열 또는 자외선을 가하여 상기 패터닝 지점만 국부적으로 경화시키는 가열수단;을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include heating means for locally hardening only the patterning point by applying heat or ultraviolet rays to the patterning point.

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 장치에 있어서, 상기 탐침부를 다음 패터닝 지점으로 이동시키는 x-y구동부;를 더 포함할 수 있다.In the tapping patterning apparatus according to the present invention, an x-y driving unit for moving the probe to a next patterning point may be further included.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 탭핑 패터닝 장치는, 레지스트층이 형성된 기판의 상면으로부터 이격되고, 상기 기판과 마주보는 팁면에 단위패턴이 형성된 가늘고 긴 바늘 형상의 탐침부; 상기 팁면과 상기 레지스트층에 존재하는 패터닝 지점 사이의 이격거리를 측정하는 센서부; 상기 팁면이 상기 패터닝 지점에 미리 설정된 미세거리만큼 접근되도록 상기 탐침부를 승강시키는 승강구동부; 및 상기 팁면에 전기장이 형성되도록 상기 탐침부에 전압을 인가하는 전압발생부;를 포함하고, 상기 패터닝 지점이 상기 전기장의 영향을 받아 유동되면서, 상기 단위패턴과 대칭되는 형상의 복제패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a tapping patterning apparatus including: an elongated needle-shaped probe unit spaced apart from an upper surface of a substrate having a resist layer formed thereon and having a unitary pattern formed on a tip surface facing the substrate; A sensor unit for measuring a distance between the tip surface and a patterning point present in the resist layer; An elevation driving unit for elevating the probe unit such that the tip surface approaches the patterning point by a predetermined fine distance; And a voltage generating unit for applying a voltage to the probe so that an electric field is formed on the tip surface. The patterning point is moved under the influence of the electric field to form a replica pattern having a shape symmetrical with the unit pattern .

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 장치에 있어서, 상기 탐침부는, 상기 센서부의 내부에 형성된 승강통로에 수용되고, 상기 승강구동부의 구동에 의해 상기 센서부의 외부로 돌출되어 상기 팁면이 상기 레지스트층에 접근할 수 있다.In the tapping patterning device according to the present invention, the probing portion is accommodated in an elevating passage formed inside the sensor portion, and protrudes to the outside of the sensor portion by driving of the elevation driving portion, so that the tip surface can approach the resist layer have.

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 장치에 있어서, 상기 팁면과 상기 기판과 인접한 승강통로의 개구면 사이의 높이 차이를 측정하는 광학수단; 및 상기 팁면을 상기 높이 차이만큼 승강시켜 상기 팁면이 상기 개구면에 정렬되도록 상기 승강구동부를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.In the tapping patterning apparatus according to the present invention, optical means for measuring the height difference between the tip surface and the opening surface of the lift passage adjacent to the substrate; And a control unit controlling the elevation driving unit such that the tip surface is elevated by the height difference and the tip surface is aligned with the opening surface.

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 장치에 있어서, 상기 패터닝 지점에 열 또는 자외선을 가하여 상기 패터닝 지점만 국부적으로 경화시키는 가열수단;을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include heating means for locally hardening only the patterning point by applying heat or ultraviolet rays to the patterning point.

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 장치에 있어서, 상기 탐침부를 다음 패터닝 지점으로 이동시키는 x-y구동부;를 더 포함할 수 있다.In the tapping patterning apparatus according to the present invention, an x-y driving unit for moving the probe to a next patterning point may be further included.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 탭핑 패터닝 방법은, 가늘고 긴 바늘 형상의 탐침부의 팁면이 기판으로부터 일정거리 이격되도록 배치시키는 탐침부 배치단계; 상기 팁면과 상기 기판의 상면에 형성된 레지스트층에 존재하는 패터닝 지점 사이의 이격거리를 측정하는 센싱단계; 상기 센싱단계에서 측정된 이격거리 정보를 이용하여, 상기 탐침부의 팁면이 상기 패터닝 지점에 접촉되도록 상기 탐침부를 하강시키는 탐침부 접촉단계; 및 상기 패터닝 지점에는 상기 단위패턴과 반대되는 형상의 복제패턴이 형성되며, 상기 패터닝 지점에 열을 가하여 상기 복제패턴을 경화시키는 경화단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a tapping patterning method including arranging a tip of a thin and long needle-like probe so that a tip surface thereof is spaced apart from a substrate by a predetermined distance; A sensing step of measuring a separation distance between the tip surface and a patterning point present in a resist layer formed on an upper surface of the substrate; A probe contact step of using the distance information measured in the sensing step to lower the probe so that the tip surface of the probe contacts the patterning point; And a curing step of forming a copying pattern having a shape opposite to the unit pattern at the patterning point and applying heat to the patterning point to cure the copying pattern.

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 방법에 있어서, 상기 경화단계에 이어서, 상기 복제패턴을 일정시간 경화시킨 후, 상기 탐침부를 상기 기판으로부터 이격시키고, 다음 패터닝 지점으로 탐침부를 이동시키는 위치 이동단계;를 더 포함할 수 있다.The method further includes the step of moving the probe unit to the next patterning point after the curing step, curing the duplication pattern for a predetermined time, then separating the probe unit from the substrate, and moving the probe unit to the next patterning point can do.

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 방법에 있어서, 상기 탐침부 배치단계에 이어서, 센서부의 승강통로에 수용되어 승강되는 탐침부의 팁면을 상기 기판과 인접한 승강통로의 개구면에 정렬시키는 탐침부 정렬단계;를 더 포함할 수 있다.In the tapping patterning method according to the present invention, the probe aligning step of aligning the tip surface of the probe portion accommodated in the ascending / descending path of the sensor portion to the opening surface of the ascending / descending pathway adjacent to the substrate, .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 탭핑 패터닝 방법은, 가늘고 긴 바늘 형상의 탐침부의 팁면이 기판으로부터 일정거리 이격되도록 배치시키는 탐침부 배치단계; 상기 팁면과 상기 기판의 상면에 형성된 레지스트층에 존재하는 패터닝 지점 사이의 이격거리를 측정하는 센싱단계; 상기 센싱단계에서 측정된 이격거리 정보를 이용하여, 상기 탐침부의 팁면이 상기 패터닝 지점에 미리 설정된 미세거리만큼 접근되도록 상기 탐침부를 하강시키는 탐침부 접근단계; 상기 탐침부에 전압을 인가하여 상기 팁면에 전기장을 형성시키는 전기장 형성단계; 및 상기 패터닝 지점이 상기 전기장의 영향을 받아 유동되어 상기 팁면에 형성된 단위패턴과 대칭되는 형상의 복제패턴을 형성하고, 상기 패터닝 지점에 열을 가하여 상기 복제패턴을 경화시키는 경화단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a tapping patterning method including arranging a tip of a thin and long needle-like probe so that a tip surface thereof is spaced apart from a substrate by a predetermined distance; A sensing step of measuring a separation distance between the tip surface and a patterning point present in a resist layer formed on an upper surface of the substrate; A probe approaching step of lowering the probe so that the tip surface of the probe approaches the patterning point by a predetermined fine distance using the distance information measured in the sensing step; Forming an electric field on the tip surface by applying a voltage to the probe; And a curing step of forming a copying pattern having a shape symmetrical with a unit pattern formed on the tip surface by flowing the patterning point under the influence of the electric field and applying heat to the patterning point to cure the copying pattern .

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 방법에 있어서, 상기 경화단계에 이어서, 상기 복제패턴을 일정시간 경화시킨 후, 상기 탐침부를 상기 기판으로부터 이격시키고, 다음 패터닝 지점으로 탐침부를 이동시키는 위치 이동단계;를 더 포함할 수 있다.The method further includes the step of moving the probe unit to the next patterning point after the curing step, curing the duplication pattern for a predetermined time, then separating the probe unit from the substrate, and moving the probe unit to the next patterning point can do.

본 발명에 따른 탭핑 패터닝 방법에 있어서, 상기 탐침부 배치단계에 이어서, 센서부의 승강통로에 수용되어 승강되는 탐침부의 팁면을 상기 기판과 인접한 승강통로의 개구면에 정렬시키는 탐침부 정렬단계;를 더 포함할 수 있다.In the tapping patterning method according to the present invention, the probe aligning step of aligning the tip surface of the probe portion accommodated in the ascending / descending path of the sensor portion to the opening surface of the ascending / descending pathway adjacent to the substrate, .

본 발명의 임프린트 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법에 따르면, 스탬프와 기판 사이의 평행도, 기판 또는 레지스트층 표면의 평탄도에 관계없이 패턴의 형태를 일정한 기판을 제작할 수 있다.According to the imprint tapping patterning device and the tapping patterning method using the imprint tapping patterning device of the present invention, it is possible to manufacture a substrate having a pattern of a constant shape regardless of the degree of parallelism between the stamp and the substrate and the flatness of the surface of the substrate or resist layer.

또한, 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법에 따르면, 기판이 곡면 형태를 갖더라도 이에 구애받지 않고 자유롭게 패터닝할 수 있다.Further, according to the tapping patterning apparatus and the tapping patterning method using the same, the substrate can be freely patterned regardless of the shape of the curved surface.

또한, 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법에 따르면, 전기수력학 공정에서 레지스트층 전체에 걸쳐 패턴이 균일한 형태로 형성되게 할 수 있다.Further, according to the tapping patterning apparatus and the tapping patterning method using the same, the pattern can be uniformly formed over the entire resist layer in the electrohydraulic process.

또한, 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법에 따르면, 탐침부의 높이 오차에 의한 패턴 불량을 방지할 수 있다.In addition, according to the tapping patterning apparatus and the tapping patterning method using the same, the defective pattern due to height error of the probe can be prevented.

또한, 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법에 따르면, 센서부에서 측정된 이격거리 정보와 탐침부의 승강 높이의 오차를 최소화할 수 있고, 광학수단이 탐침부의 팁면을 정렬하는데 필요한 탐침부의 높이 측정 기준을 제공할 수 있으며, 설비 및 조립 측면에서 유리한 장점을 가지고 있다.According to the present invention, the tapping patterning apparatus and the tapping patterning method using the same can minimize the error between the distance information measured by the sensor unit and the height of the probe unit, Can provide height measurement standards, and has advantageous advantages in terms of installation and assembly.

또한, 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법에 따르면, 구조는 간단하고 소음이 없으며, 보다 소형화되고 경량화된 탭핑 패터닝 장치를 제공할 수 있다.Also, according to the tapping patterning apparatus and the tapping patterning method using the same according to the present invention, it is possible to provide a tapping patterning apparatus which is simple in structure, noise-free, and is smaller in size and lighter in weight.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 방법의 수행 과정을 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 방법에서, 팁면이 개구면에 정렬되는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 방법의 수행 과정을 나타낸 블록도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 방법의 수행 과정을 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 방법의 수행 과정을 나타낸 블록도이고,
도 8은 종래의 나노 임프린트 방법의 문제점을 나타낸 도면이다.1 is a schematic view of a tapping patterning apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a view illustrating a process of performing a tapping patterning method according to an embodiment of the present invention,
3 is a view for explaining a process in which a tip surface is aligned on an opening surface in a tapping patterning method according to an embodiment of the present invention,
4 is a block diagram illustrating a process of performing a tapping patterning method according to an embodiment of the present invention,
5 is a schematic view of a tapping patterning apparatus according to another embodiment of the present invention,
6 is a view illustrating a process of performing a tapping patterning method according to another embodiment of the present invention, and FIG.
7 is a block diagram illustrating a process of performing a tapping patterning method according to another embodiment of the present invention,
8 is a view showing a problem of the conventional nanoimprint method.

이하, 본 발명에 따른 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명과 관련하여 공지된 기술에 대한 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 공지된 기술에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of a tapping patterning apparatus and a tapping patterning method using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 방법의 수행 과정을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 방법에서, 팁면이 개구면에 정렬되는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 방법의 수행 과정을 나타낸 블록도이다.2 is a view illustrating a process of performing a tapping patterning method according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross- FIG. 4 is a block diagram illustrating a method of performing a tapping patterning method according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치(100)는 기판(S)에 회로 패턴을 형성하기 위한 장치로서, 탐침부(110)와, 센서부(120)와, 승강구동부(130)를 포함한다.1 to 4, a tapping patterning apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a probe unit 110, a sensor unit 120, And a lifting and driving unit 130.

상기 탐침부(110)는 기판(S)과 마주보는 팁면(111)에 단위패턴(112)이 형성된 가늘고 긴 바늘 형상으로 마련되고, 레지스트층(T)이 형성된 기판(S)의 상면으로부터 이격되어 배치된다. 탐침부(110)는 후술되는 센서부(120)의 내부에 형성된 승강통로(121)에 수용되고, 승강구동부(130)의 구동에 의해 센서부(120)의 외부로 돌출되어 팁면(111)이 레지스트층(T)에 접촉된다.The probe unit 110 is formed in an elongated needle shape in which a unit pattern 112 is formed on a tip surface 111 facing the substrate S and is separated from the upper surface of the substrate S on which the resist layer T is formed . The probe unit 110 is accommodated in the elevation passage 121 formed inside the sensor unit 120 to be described later and is protruded to the outside of the sensor unit 120 by the driving of the elevation driving unit 130, Is contacted with the resist layer (T).

탐침부(110)를 센서부(120)의 내부에 수용되게 설계한 목적은 다음과 같다. 만약, 탐침부(110)와 센서부(120)가 서로 분리되어 있으면 이를 모두 결합할 수 있는 별도의 하우징이 필요하고 그만큼 장치의 부피도 커지므로 설비 및 조립 측면에서 불리하다. 또한, 탐침부(110)와 센서부(120)를 서로 근거리에 배치시킴으로써, 센서부(120)에서 측정된 이격거리 정보와 탐침부(110)의 승강 높이 사이의 오차를 최소화할 수 있으며, 후술되는 광학수단(140)이 탐침부(110)의 팁면(111)을 정렬하는데 필요한 탐침부(110)의 높이 측정 기준을 제공할 수 있다.The purpose of designing the probe unit 110 to be accommodated in the sensor unit 120 is as follows. If the probe unit 110 and the sensor unit 120 are separated from each other, a separate housing capable of coupling the probe unit 110 and the sensor unit 120 is required. In addition, by arranging the probe unit 110 and the sensor unit 120 in close proximity to each other, an error between the distance information measured by the sensor unit 120 and the height of the probe unit 110 can be minimized, The optical means 140 may provide a height measurement reference for the probe 110 that is required to align the tip surface 111 of the probe 110.

상기 센서부(120)는 탐침부(110)의 팁면(111)과 레지스트층(T)에 존재하는 패터닝 지점(P) 사이의 이격거리(r)를 측정한다. 센서부(120)는 공초점 기술을 적용한 거리 측정센서 등 나노미터 수준의 분해능을 가진 다양한 센서들이 활용될 수 있다.The sensor unit 120 measures the distance r between the tip surface 111 of the probe unit 110 and the patterning point P existing in the resist layer T. [ The sensor unit 120 may be a variety of sensors having a resolution of nanometer level, such as a distance measuring sensor using a confocal technique.

상기 승강구동부(130)는 센서부(120)에서 측정된 이격거리 정보를 이용하여, 탐침부(110)의 팁면(111)이 패터닝 지점(P)에 접촉되도록 탐침부(110)를 승강시킨다. 승강구동부(130)는 나노미터 수준의 높이 제어가 가능한 다양한 구동 수단들이 사용될 수 있다. 대표적으로 압전소자(piezo actuator) 또는 전기활성고분자(electro-active polymer)가 사용될 수 있다.The elevation driving unit 130 elevates the probe unit 110 such that the tip surface 111 of the probe unit 110 comes into contact with the patterning point P by using the distance information measured by the sensor unit 120. The lifting drive unit 130 can be driven by various driving means capable of controlling the height of the nano-meter level. Typically, a piezo-electric actuator or an electro-active polymer may be used.

압전소자는 석영, 로셀염 등과 같이 압력을 가하면 전압이 발생하거나, 반대로 전압을 가하면 부피나 길이가 변화되는 소자이고, 전기활성고분자는 전기장을 가하면 신축하는 성질을 갖는 인공 중합체로 구성된 물질이다. 압전소자 또는 전기활성고분자는 바이모프(bimorph) 구조, 즉 두 장의 얇은 압전판 또는 고분자판을 붙인 후, 각각에 서로 반대되는 극성의 전압을 걸어 압전판 또는 고분자판이 상호 작용에 의해 굽힘을 일으켜 변위를 증폭하는 구조로 제작되는 것이 바람직하다.A piezoelectric device is a device in which a voltage is generated when a pressure is applied, such as quartz or rochelite, or a device whose volume or length changes when a voltage is applied. The electroactive polymer is a material composed of an artificial polymer having properties of stretching when an electric field is applied. A piezoelectric element or an electroactive polymer is formed by applying a bimorph structure, that is, two thin piezoelectric plates or polymer plates, and then applying a voltage of opposite polarity to each of them, so that the piezoelectric plate or the polymer plate bends by interaction, It is preferable to fabricate a structure for amplifying the signal.

이와 같은 소재와 구조로 이루어진 승강구동부(130)는 기존의 전기 모터, 유압 모터에 비해 응답속도가 빠르고, 상대적으로 발생 변위가 크며, 동력 전달을 위한 별도의 기구가 필요 없고, 소음이 발생되지 않는다. 이를 통해, 구조는 간단하고 소음이 없으며, 보다 소형화되고 경량화된 탭핑 패터닝 장치를 제공할 수 있다.The elevation drive unit 130 having such a material and structure has a faster response speed than the conventional electric motor and the hydraulic motor, has a relatively large displacement, does not require a separate mechanism for power transmission, and does not generate noise . In this way, the structure is simple, noiseless, and can provide a smaller and lighter tapping patterning device.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치(100)는 탐침부(110)의 팁면(111)이 레지스트층(T)의 패터닝 지점(P)에 접촉되면서 단위패턴(112)과 반대되는 형상의 복제패턴이 형성되는, 즉 종래의 면(plane) 대 면(plane) 방식이 아닌 침(point) 대 면(plane) 방식으로 단위패턴(112)을 레지스트층(T)에 낱개 단위로 형성시키는 것이 특징이다.The tip pattern 111 of the probe unit 110 contacts the patterning point P of the resist layer T to form the unit pattern 112 and the resist pattern T, A unit pattern 112 is formed on the resist layer T in a single unit (not shown) by a point-to-plane method in which a duplicate pattern of an opposite shape is formed, As shown in Fig.

종래의 면 대 면 방식의 나노 임프린트 장치는 도 8의 좌측에 도시된 바와 같이 스탬프와 기판 사이의 평행도나, 도 8의 우측에 도시된 바와 같이 기판 또는 레지스트층 표면의 평탄도에 따라 패턴이 형성된 레지스트층의 두께가 경사지거나 불균일하게 형성되는 단점이 있었다.The conventional face-to-face nanoimprint apparatus has a pattern formed in accordance with the degree of parallelism between the stamp and the substrate or the flatness of the surface of the substrate or the resist layer as shown in the right side of FIG. 8 as shown in the left side of FIG. There is a disadvantage that the thickness of the resist layer is inclined or non-uniformly formed.

이와 같은 현상의 원인은 여러 가지가 있다. 대표적으로 스탬프를 정렬시에 기계적인 요인으로 인한 정렬 오차, 기판의 대면적화로 인한 기판 표면의 가공 한계, 스탬프와 기판을 척킹 또는 클램핑 하는 과정에서 발생하는 재료의 변형 등이다.There are many reasons for this phenomenon. Typically, alignment errors due to mechanical factors in aligning the stamp, processing limitations of the substrate surface due to the large-sized substrate, and deformation of the material occurring during the stamping and chucking or clamping of the substrate.

본 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치(100)는 침 대 면 방식을 채택한 패터닝 장치로서, 탐침부(110)의 팁면(111)과 패터닝 지점(P) 사이의 이격거리(r)를 측정하는, 즉 탐침부(110)가 얼마나 하강해야 되는지를 미리 파악하여 탐침부(110)를 승강시킴으로써, 패턴을 낱개 단위로 레지스트층(T)에 일정한 형태로 전사시킬 수 있다. 상술한 문제점들을 모두 해소할 수 있는 것이다.The tapping patterning apparatus 100 according to the present embodiment is a patterning apparatus employing a needle-to-face method and measures the distance r between the tip surface 111 of the probe unit 110 and the patterning point P The probe unit 110 can be ascertained in advance by ascertaining how much the probe unit 110 descends and the pattern can be transferred to the resist layer T in a uniform form on a unit basis. All of the above-mentioned problems can be solved.

또한, 스탬프에 해당되는 탐침부(110)의 폭이 상대적으로 매우 작기 때문에 기판(S)이 곡면 형태를 갖더라도 이에 구애받지 않고 자유롭게 패터닝할 수 있다.In addition, since the width of the probe unit 110 corresponding to the stamp is relatively small, the substrate S can be freely patterned regardless of the shape of the curved surface.

탐침부(110)가 센서부(120)의 내부를 승강하는 과정에서 탐침부(110)의 높이에 오차가 발생할 수 있고, 이로 인해 패턴 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 광학수단(140)을 통해 탐침부(110)의 팁면(111)과, 기판(S)과 인접한 승강통로(121)의 개구면(121a) 사이의 높이 차이(d)를 측정하고, 제어부(150)를 통해 측정된 높이 차이(d)만큼 탐침부(110)를 승강시켜 팁면(111)이 개구면(121a)에 정렬되도록 승강구동부(130)를 제어하는 것이 바람직하다.An error may occur in the height of the probe unit 110 during the process of the probe unit 110 moving up and down inside the sensor unit 120, thereby causing a pattern defect. 3, the difference in height between the tip surface 111 of the probe unit 110 and the opening surface 121a of the elevation passage 121 adjacent to the substrate S through the optical means 140 d is measured and the elevation driving unit 130 is controlled so that the tip surface 111 is aligned with the opening surface 121a by raising and lowering the probe unit 110 by the height difference d measured through the control unit 150 desirable.

도 2에 도시된 바와 같이 복제패턴(CP1)이 형성된 패터닝 지점(P)은 가열수단(160)에서 가해지는 열 또는 자외선에 의해 패터닝 지점(P)만 국부적으로 경화되고, 경화가 완료되면 탐침부(110)는 승강구동부(130)의 구동에 의해 원위치로 복귀되며 x-y구동부(170, 도 1 참조)의 구동에 의해 다음 패터닝 지점(미도시)으로 이동된다.2, only the patterning point P is locally cured by the heat or ultraviolet rays applied by the heating means 160, and when the curing is completed, the patterning point P, The driving motor 110 is returned to the home position by driving the lifting drive unit 130 and moved to the next patterning point (not shown) by driving the xy driving unit 170 (see FIG. 1).

본 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치(100)는 다음과 같은 작동과정, 즉 탭핑 패터닝 방법(M1)을 통해 복제패턴(CP1)을 형성시키며, 탐침부 배치단계(S1)와, 센싱단계(S2)와, 탐침부 접촉단계(S3)와, 경화단계(S4)를 포함한다.The tapping patterning apparatus 100 according to the present embodiment forms a duplicate pattern CP1 through the following operation process, i.e., the tapping patterning method M1, and the probe pattern arranging step S1, the sensing step S2, A probe contacting step S3, and a curing step S4.

상기 탐침부 배치단계(S1)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 가늘고 긴 바늘 형상의 탐침부(110)의 팁면(111)이 기판(S)으로부터 일정거리 이격되도록 배치시키는 단계이다. 탐침부 배치단계(S1)는 미리 설정된 기계적 동작에 의해 탐침부(110)가 기판(S)의 일지점 상에 배치되는 단계이므로, 탐침부(110)의 팁면(111)과 기판(S) 사이의 거리에는 거리 오차가 존재할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 4, the probe placement step S1 is a step of arranging the tip surface 111 of the elongated needle-like probe 110 so as to be spaced apart from the substrate S by a predetermined distance. The probe placement step S1 is a step in which the probe unit 110 is disposed on one point of the substrate S by a predetermined mechanical operation so that the tip portion 111 of the probe unit 110 and the substrate S There may be a distance error.

따라서, 탐침부 배치단계(S1)에 이어서, 센서부(120)의 승강통로(121)에 수용되어 승강되는 탐침부(110)의 팁면(111)을 기판(S)과 인접한 승강통로(121)의 개구면(121a)에 정렬시키는 탐침부 정렬단계(Sa)를 더 포함하는 것이 바람직하다.The tip surface 111 of the probe unit 110 accommodated in the elevation passage 121 of the sensor unit 120 is moved to the elevation passage 121 adjacent to the substrate S, (Sa) that aligns the probe with the opening surface (121a) of the probe (121).

상기 센싱단계(S2)는 팁면(111)과 기판(S)의 상면에 형성된 레지스트층(T)에 존재하는 패터닝 지점(P) 사이의 이격거리(r)를 측정하는 단계이다.The sensing step S2 is a step of measuring the separation distance r between the tip surface 111 and the patterning point P existing in the resist layer T formed on the upper surface of the substrate S.

상기 탐침부 접촉단계(S3)는 센싱단계(S2)에서 측정된 이격거리(r) 정보를 이용하여, 탐침부(110)의 팁면(111)이 패터닝 지점(P)에 접촉되도록 탐침부(110)를 하강시키는 단계이다. 탐침부 접촉단계(S3) 과정에서 패터닝 지점(P)에는 단위패턴(112)과 반대되는 형상의 복제패턴(CP1)이 형성된다.The probe contacting step S3 may be performed by using the distance information r measured in the sensing step S2 so that the tip surface 111 of the probe 110 contacts the patterning point P, ). A copy pattern CP1 having a shape opposite to the unit pattern 112 is formed at the patterning point P in the probe contact step S3.

상기 경화단계(S4)는 패터닝 지점(P)에 열을 가하여 복제패턴(CP1)을 경화시키는 단계이다. 복제패턴(CP1)을 일정시간 경화시킨 후, 탐침부(110)를 기판(S)으로부터 이격시키고, 다음 패터닝 지점(미도시)으로 탐침부(110)를 이동시키는 위치 이동단계(S5)가 수행된다.The curing step S4 is a step of applying heat to the patterning point P to cure the copying pattern CP1. After the copy pattern CP1 is cured for a predetermined period of time, a position shifting step (S5) for moving the probe unit 110 away from the substrate S and moving the probe unit 110 to the next patterning point (not shown) do.

지금부터는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치(200) 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법(M2)에 대하여 설명한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치(200) 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법(M2)에 대하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치(100) 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법(M1)과 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a tapping patterning apparatus 200 according to another embodiment of the present invention and a tapping patterning method M2 using the same will be described. The tapping patterning apparatus 200 according to another embodiment of the present invention and the tapping patterning method M2 using the same are identical to the tapping patterning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention and the tapping patterning method M1 using the same The same reference numerals are assigned to the components, and a description thereof will be omitted.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 방법의 수행 과정을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 방법의 수행 과정을 나타낸 블록도이다.FIG. 5 is a schematic view of a tapping patterning apparatus according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram illustrating a process of performing a tapping patterning method according to another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a block diagram illustrating a process of performing a tapping patterning method according to an embodiment.

본 발명의 다른 실시예와 일 실시예의 차이점은 탐침부(110)와 기판(정확히는 레지스트층)과의 접촉 여부이다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치(200)는 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 탐침부(110)의 팁면(111)과 레지스트층(T)이 미접촉된 상태로 서로 수백 나노미터 거리를 유지한 상태에서 전압을 걸어 전기장(E)을 형성시키고, 전기장(E)에 의해 레지스트층(T)이 국부적으로 변형되도록 하는 전기수력학(electrohydrodynamic) 공정에 적용될 수 있도록 한 장치이다.The difference between the embodiment of the present invention and the embodiment of the present invention is whether or not the probe unit 110 and the substrate (exactly, the resist layer) are in contact with each other. 5 and 6, the tip surface 111 of the probe unit 110 and the resist layer T are in contact with each other in a non-contact state, To an electrohydrodynamic process in which a voltage is applied to form an electric field E while maintaining a nanometer distance and a resist layer T is locally deformed by an electric field E .

본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치(200)는 탐침부(110)의 팁면(111)이 패터닝 지점(P)에 미리 설정된 미세거리(d')만큼 접근되도록 승강구동부(130)가 탐침부(110)를 승강시키고, 팁면(111) 주변에 전기장(E)이 형성되도록 탐침부(110)에 전압을 인가하는 전압발생부(210)를 포함하며, 패터닝 지점(P)이 전기장(E)의 영향을 받아 유동되면서, 단위패턴(112)과 대칭되는 형상의 복제패턴(CP2)을 형성하는 것이 특징이다.The tapping patterning device 200 according to another embodiment of the present invention may be configured such that the lifting and lowering driving unit 130 drives the probe 100 such that the tip surface 111 of the probe unit 110 approaches the patterning point P by a predetermined fine distance d ' And a voltage generating unit 210 for applying voltage to the probe unit 110 so as to raise and lower the substrate 110 and to form an electric field E around the tip surface 111. The patterning point P is electrically connected to the electric field E The copy pattern CP2 having a shape symmetrical to the unit pattern 112 is formed.

종래의 전기수력학 공정에서는 면 대 면 방식으로 기판(S)에 패턴을 형성하였다. 따라서, 스탬프와 기판 사이의 간격이 균일하지 않으면 패턴도 불균일하게 형성되었다. 스탬프와 기판 사이의 간격이 가까운 지점은 전기장의 세기가 커 패턴이 형성되는 속도도 그만큼 빠르고, 그 지점에서 통전이 발생하여 스탬프와 기판 사이에 형성된 전기장의 세기가 급격히 줄어들게 된다. 결국, 스탬프와 기판 사이의 간격이 먼 지점은 패턴이 원하는 형태로 형성되지 않거나 패턴이 아예 형성되지 않게 된다.In the conventional electrohydraulic process, a pattern is formed on the substrate S in a face-to-face manner. Therefore, if the spacing between the stamp and the substrate is not uniform, the pattern is also formed non-uniformly. The point where the distance between the stamp and the substrate is close is the intensity of the electric field is high and the speed at which the pattern is formed is also so fast that the electric current is generated at that point and the intensity of the electric field formed between the stamp and the substrate is drastically reduced. As a result, a point at a distance between the stamp and the substrate is not formed in a desired shape or a pattern is not formed at all.

이에 반해, 본 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치(200)는 침 대 면 방식을 채택한 패터닝 장치로서, 탐침부(110)에 형성된 단위패턴(112)을 낱개 단위로 각각 레지스트층(T)에 전사시키기 때문에 레지스트층(T)에 패턴이 형성되지 않는 문제를 원천적으로 해결할 수 있고, 탐침부(110)의 팁면(111)과 패터닝 지점(P) 사이의 이격거리(r)를 측정하여 미리 설정된 미세거리(d'), 즉 전기수력학 공정에서 요구되는 간격이 되도록 하여 패터닝 지점(P)에 가해지는 전기장(E)의 세기를 일정하게 유지시킴으로써, 레지스트층(T) 전체면에 걸쳐 패턴의 형태가 균일하게 형성되도록 할 수 있다.On the contrary, the tapping patterning apparatus 200 according to the present embodiment is a patterning apparatus employing a needle-to-facet printing method, in which the unit patterns 112 formed on the probe unit 110 are individually transferred to the resist layer T It is possible to solve the problem that a pattern is not formed on the resist layer T and it is possible to measure the distance r between the tip surface 111 of the probe unit 110 and the patterning point P, by maintaining the intensity of the electric field E applied to the patterning point P constant so as to be the interval required in the electrohydrodynamic process, the shape of the pattern over the entire surface of the resist layer T is So that it can be uniformly formed.

이와 같이 본 발명의 다른 실시예에서도 일 실시예에서 달성할 수 있는 효과들을 마찬가지로 달성할 수 있음은 물론이고, 본 발명의 일 실시예에서 적용되었던 부가적인 기술 구성 및 하위 특징들이 그대로 적용될 수 있다.As described above, other embodiments of the present invention can achieve the same effects that can be achieved in one embodiment, and the additional technical features and sub features applied in the embodiment of the present invention can be applied as they are.

본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치는 다음과 같은 작동과정, 즉 탭핑 패터닝 방법을 통해 복제패턴(CP2)을 형성시키며, 탐침부 배치단계(S1)와, 센싱단계(S2)와, 탐침부 접근단계(S3')와, 전기장 형성단계(Sb)와, 경화단계(S4)를 포함한다. 상기 탐침부 배치단계(S1), 센싱단계(S2) 및 경화단계(S4)는 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성이므로 이에 대한 설명은 생략한다.A tapping patterning apparatus according to another embodiment of the present invention forms a duplicate pattern CP2 through the following operation process, that is, a tapping patterning method, and includes a probe placement step S1, a sensing step S2, A sub-approaching step S3 ', an electric field forming step Sb, and a curing step S4. The probe placement step S1, the sensing step S2, and the curing step S4 are the same as those of the embodiment of the present invention, and a description thereof will be omitted.

상기 탐침부 접근단계(S3')는 센싱단계(S2)에서 측정된 이격거리(r) 정보를 이용하여, 탐침부(110)의 팁면(111)이 패터닝 지점(P)에 미리 설정된 미세거리(d')만큼 접근되도록 탐침부(110)를 하강시키는 단계이다.The approaching step S3 'of the probe section may be performed by using the distance information r measured in the sensing step S2 so that the tip surface 111 of the probe section 110 is positioned at the patterning point P d ') of the probe unit 110. In this step,

상기 전기장 형성단계(Sb)는 탐침부(110)에 전압을 인가하여 팁면(111)에 전기장(E)을 형성시키는 단계이다. 패터닝 지점(P)이 전기장(E)의 영향을 받아 유동되어 팁면(111)에 형성된 단위패턴(112)과 대칭되는 형상의 복제패턴(CP2)을 형성하게 된다.The electric field forming step Sb is a step of forming an electric field E on the tip surface 111 by applying a voltage to the probe unit 110. The patterning point P flows under the influence of the electric field E to form a replica pattern CP2 having a shape symmetrical to the unit pattern 112 formed on the tip surface 111. [

본 발명의 다른 실시예에 따른 탭핑 패터닝 방법(M2)도 일 실시예와 마찬가지로 탐침부 배치단계(S1)에 이어서 탐침부 정렬단계(Sa)가 수행될 수 있고, 경화단계(S4)에 이어서 위치 이동단계(S5)가 수행될 수 있다.The tapping patterning method M2 according to another embodiment of the present invention may be followed by the probe alignment step Sa following the probe placement step S1, The moving step S5 may be performed.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법은, 탐침부의 팁면과 레지스트층에 존재하는 패터닝 지점 사이의 이격거리를 측정하여 레지스트층에 패턴을 낱개 단위로 시킴으로써, 스탬프와 기판 사이의 평행도, 기판 또는 레지스트층 표면의 평탄도에 관계없이 패턴의 형태가 일정한 기판을 제작할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The tapping patterning apparatus and the tapping patterning method using the same according to the present invention configured as described above measure a distance between a tip surface of a probe and a patterning point existing in a resist layer to form a pattern on a resist layer, It is possible to obtain a substrate having a uniform pattern shape regardless of the degree of parallelism between the substrate and the resist layer and the flatness of the surface of the substrate or the resist layer.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법은, 스탬프의 크기가 상대적으로 매우 작기 때문에 기판이 곡면 형태를 갖더라도 이에 구애받지 않고 자유롭게 패터닝할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Further, since the tapping patterning apparatus and the tapping patterning method using the same according to the present invention configured as described above have a relatively small size of the stamp, even if the substrate has a curved surface shape, have.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법은, 탐침부의 팁면과 레지스트층 사이의 간격을 전기수력학 공정에서 요구되는 간격이 되도록 하여 패터닝 지점에 가해지는 전기장의 세기를 일정하게 유지시킴으로써, 레지스트층 전체에 걸쳐 패턴이 균일한 형태로 형성되도록 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the tapping patterning apparatus of the present invention constructed as described above and the tapping patterning method using the same may be configured such that the gap between the tip surface of the probe and the resist layer is set to a gap required in the electrohydraulic process, The pattern can be uniformly formed over the entire resist layer.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법은, 탐침부의 팁면과 기판과 인접한 승강통로의 개구면 사이의 높이 차이를 측정하여 탐침부의 팁면이 개구면에 정렬되도록 탐침부를 승강시킴으로써, 탐침부의 높이 오차에 의한 패턴 불량을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The tapping patterning device and the tapping patterning method using the tapping patterning device of the present invention configured as described above measure the difference in height between the tip surface of the probe and the opening surface of the lift passage adjacent to the substrate so that the tip surface of the probe is aligned with the opening surface, It is possible to obtain an effect that the defective pattern due to the height error of the probe portion can be prevented.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법은, 탐침부를 센서부의 내부에 수용하여 탐침부와 센서부를 서로 근거리에 배치시킴으로써, 센서부에서 측정된 이격거리 정보와 탐침부의 승강 높이의 오차를 최소화할 수 있고, 광학수단이 탐침부의 팁면을 정렬하는데 필요한 탐침부의 높이 측정 기준을 제공할 수 있으며, 설비 및 조립 측면에서 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, the tapping patterning apparatus and the tapping patterning method using the same according to the present invention configured as described above include a probe portion accommodated in the sensor portion, and the probe portion and the sensor portion are arranged close to each other, It is possible to minimize the error of the lift height of the portion and to provide the height measurement standard of the probe portion required for the optical means to align the tip surface of the probe portion and obtain favorable effects in terms of installation and assembly.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 탭핑 패터닝 장치 및 이를 이용한 탭핑 패터닝 방법은, 승강구동부를 압전소자 또는 전기활성고분자로 구성함으로써, 구조는 간단하고 소음이 없으며, 보다 소형화되고 경량화된 탭핑 패터닝 장치를 제공할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the tapping patterning apparatus of the present invention constructed as described above and the tapping patterning method using the same can be applied to a tapping patterning apparatus having a simple structure, no noise, Can be provided.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, but can be implemented in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. 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 present invention as defined by the appended claims.

100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 탭핑 패터닝 장치
110 : 탐침부
111 : 팁면
112 : 단위패턴
120 : 센서부
130 : 승강구동부
S : 기판
T : 레지스트층
r : 이격거리
P : 패터닝 지점
CP1 : 복제패턴100: A tapping patterning device according to an embodiment of the present invention
110:
111: tip face
112: unit pattern
120:
130:
S: substrate
T: resist layer
r: separation distance
P: patterning point
CP1: Replication pattern

Claims (16)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 레지스트층이 형성된 기판의 상면으로부터 이격되고, 상기 기판과 마주보는 팁면에 단위패턴이 형성된 가늘고 긴 바늘 형상의 탐침부;
상기 팁면과 상기 레지스트층에 존재하는 패터닝 지점 사이의 이격거리를 측정하는 센서부;
상기 팁면이 상기 패터닝 지점에 미리 설정된 미세거리만큼 접근되도록 상기 탐침부를 승강시키는 승강구동부; 및
상기 팁면에 전기장이 형성되도록 상기 탐침부에 전압을 인가하는 전압발생부;를 포함하고,
상기 패터닝 지점이 상기 전기장의 영향을 받아 유동되면서, 상기 단위패턴과 대칭되는 형상의 복제패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 탭핑 패터닝 장치.A probe having an elongated needle shape spaced apart from an upper surface of a substrate on which a resist layer is formed and having a unit pattern formed on a tip surface facing the substrate;
A sensor unit for measuring a distance between the tip surface and a patterning point present in the resist layer;
An elevation driving unit for elevating the probe unit such that the tip surface approaches the patterning point by a predetermined fine distance; And
And a voltage generator for applying a voltage to the probe so that an electric field is formed on the tip surface,
Wherein the patterning point is moved under the influence of the electric field to form a replica pattern having a shape symmetrical with the unit pattern. 제6항에 있어서,
상기 탐침부는, 상기 센서부의 내부에 형성된 승강통로에 수용되고, 상기 승강구동부의 구동에 의해 상기 센서부의 외부로 돌출되어 상기 팁면이 상기 레지스트층에 접근하는 것을 특징으로 하는 탭핑 패터닝 장치.The method according to claim 6,
Wherein the probe portion is housed in an elevating passage formed in the sensor portion and protrudes to the outside of the sensor portion by driving the elevation driving portion so that the tip surface approaches the resist layer. 제7항에 있어서,
상기 팁면과 상기 기판과 인접한 승강통로의 개구면 사이의 높이 차이를 측정하는 광학수단; 및
상기 팁면을 상기 높이 차이만큼 승강시켜 상기 팁면이 상기 개구면에 정렬되도록 상기 승강구동부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탭핑 패터닝 장치.8. The method of claim 7,
Optical means for measuring a height difference between the tip surface and the opening surface of the lift passage adjacent to the substrate; And
And a control unit for controlling the elevation driving unit such that the tip surface is elevated by the height difference so that the tip surface is aligned with the opening surface. 제6항에 있어서,
상기 패터닝 지점에 열 또는 자외선을 가하여 상기 패터닝 지점만 국부적으로 경화시키는 가열수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탭핑 패터닝 장치.The method according to claim 6,
Further comprising: heating means for applying heat or ultraviolet rays to the patterning point to locally harden only the patterning point. 제6항에 있어서,
상기 탐침부를 다음 패터닝 지점으로 이동시키는 x-y구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탭핑 패터닝 장치.The method according to claim 6,
And an xy driving unit for moving the probe to a next patterning point. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 가늘고 긴 바늘 형상의 탐침부의 팁면이 기판으로부터 일정거리 이격되도록 배치시키는 탐침부 배치단계;
상기 팁면과 상기 기판의 상면에 형성된 레지스트층에 존재하는 패터닝 지점 사이의 이격거리를 측정하는 센싱단계;
상기 센싱단계에서 측정된 이격거리 정보를 이용하여, 상기 탐침부의 팁면이 상기 패터닝 지점에 미리 설정된 미세거리만큼 접근되도록 상기 탐침부를 하강시키는 탐침부 접근단계;
상기 탐침부에 전압을 인가하여 상기 팁면에 전기장을 형성시키는 전기장 형성단계; 및
상기 패터닝 지점이 상기 전기장의 영향을 받아 유동되어 상기 팁면에 형성된 단위패턴과 대칭되는 형상의 복제패턴을 형성하고, 상기 패터닝 지점에 열을 가하여 상기 복제패턴을 경화시키는 경화단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탭핑 패터닝 방법.A probe placement step of arranging a tip face of a thin and long needle-shaped probe so as to be spaced apart from the substrate by a predetermined distance;
A sensing step of measuring a separation distance between the tip surface and a patterning point present in a resist layer formed on an upper surface of the substrate;
A probe approaching step of lowering the probe so that the tip surface of the probe approaches the patterning point by a predetermined fine distance using the distance information measured in the sensing step;
Forming an electric field on the tip surface by applying a voltage to the probe; And
And a curing step of forming a copying pattern having a shape symmetrical with a unit pattern formed on the tip face by flowing the patterning point under the influence of the electric field and curing the copying pattern by applying heat to the patterning point / RTI > 제14항에 있어서,
상기 경화단계에 이어서,
상기 복제패턴을 일정시간 경화시킨 후, 상기 탐침부를 상기 기판으로부터 이격시키고, 다음 패터닝 지점으로 탐침부를 이동시키는 위치 이동단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탭핑 패터닝 방법.15. The method of claim 14,
Following the curing step,
Further comprising: a positioning step of separating the probe from the substrate after curing the replica pattern for a predetermined time and moving the probe to a next patterning point. 제14항에 있어서,
상기 탐침부 배치단계에 이어서,
센서부의 승강통로에 수용되어 승강되는 탐침부의 팁면을 상기 기판과 인접한 승강통로의 개구면에 정렬시키는 탐침부 정렬단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탭핑 패터닝 방법.









15. The method of claim 14,
Following the probe placement,
And aligning the tip surface of the probe portion accommodated in the elevation passage of the sensor portion to the opening surface of the elevation passage adjacent to the substrate.









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