KR102448904B1 - 임프린트 장치 및 임프린트 방법 - Google Patents

임프린트 장치 및 임프린트 방법 Download PDF

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Abstract

임프린트 장치 및 임프린트 방법이 제공된다.
일례로, 임프린트 장치는 레진이 도포된 기판을 지지하는 스테이지; 복수의 스탬프 패턴을 포함하는 스탬프 필름을 상기 기판의 레진 상으로 공급하는 스탬프 공급부; 상기 스탬프 공급부로부터 공급되는 상기 스탬프 필름을 가압하여 상기 레진에 접촉시키고, 광원 또는 열원에 의해 경화되는 상기 레진으로부터 상기 스탬프 필름을 박리시켜, 상기 레진에 패턴이 형성되게 하는 가압 롤러; 상기 스탬프 공급부와 상기 가압 롤러 사이에 배치되며, 상기 스탬프의 가압 및 박리시 상기 가압 롤러와 함께 이동하는 아이들 롤러; 및 상기 가압 롤러의 지지대에 설치되며, 상기 가압 롤러와 아이들 롤러의 이동에 의해 상기 스탬프 필름을 박리시 상기 스탬프 필름의 박리력을 실시간으로 센싱하여 상기 패턴의 불량을 검출하게 하는 압력 센서를 포함한다.

Description

임프린트 장치 및 임프린트 방법{IMPRINT APPARATUS AND IMPRINT METHOD}
본 발명은 임프린트 장치 및 임프린트 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 기술의 발전에 힘입어 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 뛰어난 디스플레이 제품들이 생산되고 있다. 이러한 디스플레이 제품들 중 액정 표시 장치가 널리 이용되고 있다.
액정 표시 장치는 액정층에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들의 배열을 변환시키고, 이러한 액정 분자들의 배열의 변환에 의해 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하여 영상을 표시하는 표시 장치이다.
이러한 액정 표시 장치는 편광판, 표시 패널, 광학시트 및 백라이트 어셈블리를 포함한다. 최근, 상기 편광판이 표시 패널 내부에 배치되는 구조(in-cell polarizer)가 사용되는데, 예를 들면 와이어 그리드 편광 소자(wire grid polarizer) 가 사용될 수 있다. 와이어 그리드 편광 소자는 나노 패턴을 가지며, 포토 리소그래피 공정을 대체할 수 있는 나노 패터닝 기술로 주목받고 있는 임프린트 공정(imprint lithography)의해 제조될 수 있다.
임프린트 공정에서는, 기판 상에 광경화성 레진을 도포한 후, 미세 패턴에 대응되는 요철 패턴이 형성된 스탬프를 광경화성 레진 위에 가압하면서 자외선 광을 조사하여 광경화성 레진을 경화시키고, 이 후 스탬프를 분리함으로써 기판 상에 미세 패턴을 형성한다. 기판 상에 형성된 미세 패턴은 실제 소자에 패턴을 형성하기 위한 에칭 마스크로서 사용될 수 있다.
한편, 임프린트 공정에서 기판 상에 광경화성 레진이 미경화된 상태에서 스탬프가 분리되거나, 광경화성 레진 위에 스탬프가 가압되는 가압력이 불균일하거나, 스탬프의 요철 패턴의 불량으로 인해 경화된 광경화성 레진으로부터 스탬프가 분리되는 박리력이 불균일하는 등으로 미세 패턴에 불량이 발생할 수 있다.
이러한 미세 패턴의 불량은 일반적으로 카메라를 통해 확인되고 있다. 그런데, 미세 패턴의 크기가 나노 사이즈이므로, 나노 사이즈의 크기를 가지는 미세 패턴의 불량이 카메라에 의해 잘 검출되지 않는다.
이에 따라, 불량이 발생된 미세 패턴을 이용하여 실제 소자에 패턴을 형성하는 경우, 패턴에 불량이 발생될 수 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판 상에 형성된 미세 패턴의 불량을 검출할 수 있는 임프린트 장치 및 임프린트 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치는 레진이 도포된 기판을 지지하는 스테이지; 복수의 스탬프 패턴을 포함하는 스탬프 필름을 상기 기판의 레진 상으로 공급하는 스탬프 공급부; 상기 스탬프 공급부로부터 공급되는 상기 스탬프 필름을 가압하여 상기 레진에 접촉시키고, 광원 또는 열원에 의해 경화되는 상기 레진으로부터 상기 스탬프 필름을 박리시켜, 상기 레진에 패턴이 형성되게 하는 가압 롤러; 상기 스탬프 공급부와 상기 가압 롤러 사이에 배치되며, 상기 스탬프의 가압 및 박리시 상기 가압 롤러와 함께 이동하는 아이들 롤러; 및 상기 가압 롤러의 지지대에 설치되며, 상기 가압 롤러와 아이들 롤러의 이동에 의해 상기 스탬프 필름을 박리시 상기 스탬프 필름의 박리력을 실시간으로 센싱하여 상기 패턴의 불량을 검출하게 하는 압력 센서를 포함한다.
상기 압력 센서는 로드셀일 수 있다.
상기 스탬프 공급부는 상기 스탬프 필름의 장력을 일정하게 유지시키는 텐션 롤러를 포함하며, 상기 압력 센서는 상기 스탬프 필름의 장력이 일정하게 유지되는 상태에서 상기 스탬프 필름의 박리력을 센싱하도록 구성될 수 있다.
상기 압력 센서는 상기 스탬프 필름을 가압시 상기 스탬프 필름의 가압력을 센싱하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 임프린트 장치는 상기 압력 센서에 의해 실시간으로 검출되는 상기 스탬프 필름의 박리력을 참조하여, 상기 스탬프 필름의 박리력 변동을 검출하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 레진 중 상기 스탬프 필름의 박리력 변동이 발생되는 지점이 상기 패턴의 불량이 발생된 것으로 파악하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는 상기 스탬프 필름의 박리력 변동량이 기설정된 박리력 변동량보다 큰 경우, 상기 패턴의 불량이 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는 상기 패턴의 불량이 발생된 경우, 상기 스탬프 필름의 박리 속도를 기 설정된 박리 속도보다 줄이게 하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는 상기 스탬프 필름의 박리력이 기 설정된 박리력의 범위를 벗어나는 시간이 기 설정된 시간의 범위를 벗어난 경우, 상기 가압 롤러의 동작에 이상이 발생한 것으로 판단하게 구성될 수 있다.
상기 가압 롤러는 상기 스탬프 필름의 박리시 상기 스테이지로부터 상부 방향으로 일정 거리 이동 시킨 후 일 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 방법은 도포부를 이용하여 스테이지에 지지되는 기판에 레진을 도포하는 단계; 스탬프 공급부로부터 복수의 스탬프 패턴을 포함하는 스탬프 필름을 상기 기판의 레진 상으로 공급하는 단계; 가압 롤러와 아이들 롤러를 이용하여 상기 스탬프 공급부로부터 공급된 상기 스탬프 필름을 가압하여 상기 레진에 접촉시키고, 광원 또는 열원에 의해 경화되는 상기 레진으로부터 상기 스탬프 필름을 박리시켜, 상기 레진에 패턴이 형성되게 하는 단계; 및 상기 가압 롤러와 아이들 롤러의 이동에 의해 상기 스탬프 필름을 박리시, 상기 가압 롤러의 지지대에 설치되는 압력 센서를 이용하여 상기 스탬프 필름의 박리력을 실시간으로 센싱하여 상기 패턴의 불량을 검출하게 하는 단계를 포함한다.
상기 압력 센서는 로드셀일 수 있다.
상기 스탬프 공급부는 상기 스탬프 필름의 장력을 일정하게 유지시키는 텐션 롤러를 포함하며, 상기 압력 센서는 상기 스탬프 필름의 장력이 일정하게 유지되는 상태에서 상기 스탬프 필름의 박리력을 센싱하도록 구성될 수 있다.
상기 압력 센서는 상기 스탬프 필름을 가압시 상기 스탬프 필름의 가압력을 센싱하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 임프린트 방법은 제어부를 이용하여 상기 압력 센서에 의해 실시간으로 검출되는 상기 스탬프 필름의 박리력을 참조해 상기 스탬프 필름의 박리력 변동을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 레진 중 상기 스탬프 필름의 박리력 변동이 발생되는 지점이 상기 패턴의 불량이 발생된 것으로 파악하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는 상기 스탬프 필름의 박리력 변동량이 기 설정된 박리력 변동량보다 큰 경우, 상기 패턴의 불량이 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는 상기 패턴의 불량이 발생된 경우, 상기 스탬프 필름의 박리 속도를 기 설정된 박리 속도보다 줄이게 하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는 상기 스탬프 필름의 박리력이 기 설정된 박리력의 범위를 벗어나는 시간이 기 설정된 시간의 범위를 벗어난 경우, 상기 가압 롤러의 동작에 이상이 발생한 것으로 판단하게 구성될 수 있다.
상기 가압 롤러는 상기 스탬프 필름의 박리시 상기 스테이지로부터 상부 방향으로 일정 거리 이동 시킨 후 일 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치에 따르면, 스탬프 필름의 박리력을 실시간으로 측정하여 기판 상에 형성되는 미세 패턴의 불량을 검출할 수 있다.
이에 따라, 미세 패턴을 이용하여 실제 소자에 형성되는 패턴에 불량이 발생되는 것을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치의 구성도이다.
도 2 및 도 3은 임프린트부를 이용한 가압 공정을 보여주는 도면들이다.
도 4 및 도 5은 임프린트부를 이용한 박리 공정을 보여주는 도면들이다.
도 6은 도 5의 박리 공정에서 박리력이 변경됨을 보여주는 도면이다.
도 7 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치를 이용한 임프린트 방법을 보여주는 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치의 구성도이고, 도 2 및 도 3은 임프린트부를 이용한 가압 공정을 보여주는 도면들이고, 도 4 및 도 5은 임프린트부를 이용한 박리 공정을 보여주는 도면들이고, 도 6은 도 5의 박리 공정에서 박리력이 변경됨을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치(1)는 스테이지(10), 도포부(20), 스탬프 공급부(30), 임프린트부(40), 스탬프 회수부(50) 및 제어부(60)를 포함할 수 있다.
스테이지(10)는 복수의 스탬프 패턴(CVP)을 포함하는 스탬프 필름(FF)을 이용하여 기판(S)에 패턴을 형성하는 임프린트 공정시 기판(S)을 지지하도록 구성된다. 스테이지(10)는 도포부(20)와 임프린트부(40) 사이의 공간에서 이동 가능하게 구성될 수 있다.
도포부(20)는 임프린트 장치(1)에서 일측에 배치될 수 있으며, 기판(S)에 레진을 도포한다. 예시적으로, 도포부(20)는 광경화성 레진 용액을 토출하는 잉크젯 프린팅 유닛일 수 있다. 이 경우, 잉크젯 프린팅 유닛의 잉크젯 헤드는 왕복 이동하며 기판(S) 상에 광경화성 레진 용액을 토출할 수 있다. 도포부(20)가 잉크젯 프린팅 유닛인 것으로 예시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
스탬프 공급부(30)는 임프린트 장치(1)에서 타측에 배치될 수 있으며, 임프린트부(40)로 스탬프 필름(FF)을 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스탬프 공급부(30)는 스탬프 필름(FF)이 감길 수 있는 와인딩 롤러(31), 와인딩 롤러(31)로부터 풀리는 스탬프 필름(FF)을 임프린트부(40)로 공급시 스탬프 필름(FF)을 지지하며 이동되게 할 수 있는 가이드 롤러들(32, 33, 34)와, 가이드 롤러들(32, 33, 34) 사이에 배치되어 스탬프 필름(FF)의 이동시 일정한 텐션을 유지시키는 텐션 롤러(35)를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성되는 스탬프 공급부(30)는 와인딩 롤러(31)로부터 풀리는 스탬프 필름(FF)을 텐션 롤러(35)에 의한 일정한 텐션으로 가이드 롤러들(32, 33, 34)을 통해 임프린트부(40)로 공급할 수 있다.
임프린트부(40)는 스탬프 공급부(30)로부터 공급되는 스탬프 필름(FF)을 가압하여 레진이 도포된 기판(S)에 접촉시키고, 상기 레진을 경화시킨 후, 스탬프 필름(FF)을 기판(S)으로부터 박리시켜 패턴을 형성하고, 스탬프 필름(FF)의 박리력을 센싱하여 상기 패턴의 불량을 검출하도록 구성된다. 예를 들어, 임프린트부는(40)는 가압 롤러(41), 아이들(idle) 롤러(42), 광원(43) 및 압력 센서(46)를 포함할 수 있다.
가압 롤러(41)와 아이들 롤러(42)는 스탬프 필름(FF)을 가압하고 박리시키도록 구성되며, 광원(43)은 기판(S)에 도포된 레진을 경화시키도록 자외선 광을 조사하도록 구성되며, 압력 센서(46)는 스탬프 필름(FF)의 박리력을 센싱하도록 구성된다. 한편, 레진이 열경화성 레진으로 제공되는 경우, 광원(43) 대신 열을 공급하여 열경화성 레진을 경화시키는 열원이 제공될 수 있다. 이하에서 레진이 광경화성 레진으로 제공된 경우를 예시하며, 상기 구성들의 동작에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 가압 롤러(41)는 도포부(20)에 의해 기판(S)에 도포된 광경화성 레진(UR1)의 일측에 스탬프 필름(FF)이 접촉하도록 기판(S)을 지지하는 스테이지(10) 방향으로 스탬프 필름(FF)을 가압시킨다. 예시적으로, 가압 롤러(41)는 광경화성 레진(UR1)의 일측에 스탬프 필름(FF)을 접촉시키도록 하강 동작을 할 수 있다. 여기서, 스테이지(10)는 도포부(20)에서 임프린트부(40)로 이동된 상태일 수 있다.
이어서, 가압 롤러(41)는 아이들 롤러(42)와 함께 제1 방향(도 2의 D1)으로 수평 이동하면서 스탬프 필름(FF)을 가압하여 도 3에 도시된 바와 같이 광경화성 레진(UR1)의 타측까지 접촉시킨다. 이 때, 광경화성 레진(UR1)은 미경화 상태이며, 도시하진 않았지만 광원(도 1의 43)을 광경화성 레진(UR1)과 접촉하는 스탬프 필름(FF) 상에 배치시켜 광원(도 1의 43)으로부터 공급되는 자외선 광에 의해 경화된다.
이어서, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 가압 롤러(41)는 스테이지(10)로부터 상부 방향으로 일정 거리 이동하고, 아이들 롤러(42)와 함께 제1 방향(D1)과 반대 방향인 제2 방향(D2)으로 수평 이동하면서 스탬프 필름(FF)을 박리시켜 광경화성 레진(UR2) 상에 패턴(P)을 형성한다. 여기서, 광경화성 레진(UR2)은 광경화성 레진(UR1)이 경화된 상태를 나타낸다.
상기와 같은 동작을 위해 가압 롤러(41)에는 액츄에이터 및 공압 실린더 등을 포함하는 제1 구동부(44)가 연결될 수 있고, 또한 아이들 롤러(42)에는 액츄에이터 및 공압 실린더 등을 포함하는 제2 구동부(45)가 연결될 수 있다.
한편, 텐션 롤러(35)에 의해 일정하게 유지되는 스탬프 필름(FF)의 장력과 스탬프 필름(FF)을 박리시키기 위해 정해지는 박리력에 의해, 박리 각도가 정의될 수 있다. 예시적으로, 정상적인 박리력을 가질 때 박리 각도는 θ1일 수 있다. 박리 각도는 광경화성 레진(UR2) 중 스탬프 필름(FF)이 가압되는 표면과, 박리되는 스탬프 필름(FF) 중 광경화성 레진(UR2)과 마주보는 표면이 만나 이루는 각도일 수 있다.
박리 각도가 θ1으로 유지되는 경우는 정상적인 박리력이 유지되는 경우를 의미하며, 이때 광경화성 레진(UR2)에 형성되는 패턴(P)에 불량이 발생되지 않을 수 있다.
스탬프 필름(FF)의 박리력이 변동되는 경우는 광경화성 레진(UR2)에 형성되는 패턴(P)에 불량이 발생됨을 의미할 수 있다. 예시적으로, 스탬프 필름(FF)의 박리력이 정상적인 박리력보다 커지는 경우, 박리 각도는 θ1에서 도 6에 도시된 바와 같이 θ2로 변동될 수 있다. 이 경우, 광경화성 레진(UR2)의 일부가 기판(S) 상에 있는 광경화성 레진(US)으로부터 이탈되어 박리되는 스탬프 필름(FF)에 부착될 수 있다. 즉, 광경화성 레진(UR2)에 형성되는 패턴(P)이 원치 않게 파손되는 패턴 결함이 발생될 수 있다.
상기와 같이 광경화성 레진(UR2)에 형성되는 패턴(P)의 불량 발생은 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동에 의한 것으로, 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동은 후술하는 압력 센서(46)에 의해 검출될 수 있다.
압력 센서(46)는 가압 롤러(41)의 지지부에 배치될 수 있다. 이러한 압력 센서(46)는 로드셀로 구성될 수 있으며, 스탬프 필름(FF)을 박리시 스탬프 필름(FF)의 장력이 일정하게 유지되는 상태에서 압력 센서(46)에 의해 측정되는 힘, 즉 스탬프 필름(FF)의 박리력을 실시간으로 검출할 수 있다.
이에 따라, 압력 센서(46)와 연결되는 제어부(도 1의 60)는 압력 센서(46)에 의해 실시간으로 검출되는 스탬프 필름(FF)의 박리력을 참조하여 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동을 검출할 수 있으며, 예시적으로 제어부(도 1의 60)는 패턴(P)이 형성되는 광경화성 레진(UR2) 중 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동이 발생되는 지점이 패턴(P)의 불량이 발생되는 지점인 것으로 파악할 수 있다.
한편, 압력 센서(46)가 스탬프 필름(FF)의 박리력을 센싱하는 것으로 설명하였지만, 가압 롤러(41)를 이용하여 스탬프 필름(FF)의 가압력도 센싱할 수 있다. 이를 통해, 스탬프 필름(FF)의 가압력이 일정하게 유지될 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 스탬프 회수부(50)는 임프린트부(40)의 일측에 배치되며, 임프린트부(40)에서 사용된 스탬프 필름(FF)을 회수하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스탬프 회수부(50)는 스탬프 필름(FF)이 감길수 있는 리와인딩 롤러(51)와, 임프린트부(40)에서 사용된 스탬프 필름(FF)을 지지하며 리와인딩 롤러(51)로 이동되게 할 수 있는 가이드 롤러들(52, 53, 54)를 포함할 수 있다.
제어부(60)는 전술한 바와 같이 압력 센서(46)에 의해 실시간으로 검출되는 스탬프 필름(FF)의 박리력을 참조하여, 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동을 검출할 수 있다. 예시적으로, 제어부(60)는 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동량이 기설정된 박리력 변동량보다 큰 경우 광경화성 레진(UR2)의 패턴(P)에 불량이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이는 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동량이 상기 기 설절된 박리격 변동량보다 작은 경우는 광경화성 레진(UR2)의 패턴(P)에 불량이 발생되는데 크게 영향을 주지 않기 때문이다.
또한, 예시적으로 제어부(60)는 광경화성 레진(UR2)의 패턴(P)에 불량이 발생된 경우, 스탬프 필름(FF)의 박리 속도를 기 설정된 박리 속도보다 줄이도록 제어할 수 있다. 이는 광경화성 레진(UR2)의 패턴(P)에 불량이 발생된 경우의 예로써, 광경화성 레진(UR2)의 일부가 박리되는 스탬프 필름(FF)에 부착되어 이탈되는 경우가, 일반적으로 스탬프 필름(FF)의 박리력이 크기 때문이다. 이에 따라, 스탬프 필름(FF)의 박리력을 줄이는 방법으로 스탬프 필름(FF)의 박리 속도를 줄이는 방법이 선택될 수 있다.
또한, 예시적으로 제어부(60)는 압력 센서(46)에 의해 측정되는 스탬프 필름(FF)의 박리력이 기 설정된 박리력의 범위를 벗어나는 시간이 기 설정된 시간의 범위를 벗어난 경우, 가압 롤러(41)의 동작에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
위와 같은 제어부(60)는 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다.
한편, 도면에 도시되지 않았으나, 공정 제어부에 의해 임프린트 장치(1)의 구성들의 전반적인 구동이 제어될 수 있다. 상기 공정 제어부도 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치(1)는 가압 롤러(41)의 지지대에 설치되는 압력 센서(46)를 이용하여 스탬프 필름(FF)의 박리력을 실시간으로 검출할 수 있다.
이에 따라, 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동이 검출되어, 이를 참조하여 기판(S)에 형성되는 패턴(P)의 불량이 검출될 수 있다.
이에 따라, 기판(S)에 형성되는 패턴(P)의 불량 검출이 임프린트 공정 중에 파악되어, 불량 검출에 따른 후속 처리가 신속히 이루어질 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치(1)를 이용한 임프린트 방법에 대해 설명한다.
도 7 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치를 이용한 임프린트 방법을 보여주는 도면들이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 도포부(20)를 이용하여 스테이지(10)에 지지되는 기판(S)에 광경화성 레진(UR1)을 도포한다. 스테이지(10) 및 도포부(20)에 대한 설명은 앞에서 상세히 설명되었으므로, 중복된 설명은 생략한다.
이어서, 도 8을 참조하면, 스테이지(10)를 임프린트부(40)가 배치된 위치로 이동시켜, 광경화성 레진(UR1)이 스탬프 필름(FF)과 마주보게 한다.
이어서, 도 9를 참조하면, 기판(S)에 도포된 광경화성 레진(UR1)의 일측에 스탬프 필름(FF)이 접촉하도록 가압 롤러(41)를 이용하여 스탬프 필름(FF)을 스테이지(10) 방향으로 가압시킨다. 예시적으로, 가압 롤러(41)는 광경화성 레진(UR1)의 일측에 스탬프 필름(FF)을 접촉시키도록 하강 동작을 할 수 있다.
이 후, 가압 롤러(41)와 아이들 롤러(42)를 함께 제1 방향(D1)으로 수평 이동시키면서 스탬프 필름(FF)을 가압하여, 스탬프 필름(FF)을 광경화성 레진(UR1)의 타측까지 접촉시킨다.
이어서, 도 10을 참조하면, 광경화성 레진(UR1)과 접촉하는 스탬프 필름(FF) 상에 광원(43)을 배치시키고, 광원(43)을 이용하여 광경화성 레진(UR1)과 접촉하는 스탬프 필름(FF)에 자외선 광을 조사시킨다. 이에 따라, 미경화된 광경화성 레진(UR1)이 경화된다.
이어서, 도 11 및 도 12를 참조하면, 가압 롤러(41)를 스테이지(10)로부터 상부 방향으로 일정 거리 이동시키고, 아이들 롤러(42)와 함께 제1 방향(D1)과 반대 방향인 제2 방향(D2)으로 수평 이동시키면서 스탬프 필름(FF)을 박리시켜 광경화성 레진(UR2) 상에 패턴(P)을 형성한다. 여기서, 광경화성 레진(UR2)은 광경화성 레진(UR1)이 경화된 상태를 나타낸다.
한편, 스탬프 필름(FF)을 박리시, 압력 센서(46)를 이용하여 스탬프 필름(FF)의 박리력을 실시간으로 검출한다. 스탬프 필름(FF)의 박리력은 스탬프 필름(FF)의 장력이 일정하게 유지되는 상태에서 압력 센서(46)에 의해 측정되는 힘으로 검출될 수 있다.
제어부(60)는 압력 센서(46)에 의해 실시간으로 검출되는 측정되는 스탬프 필름(FF)의 박리력을 참조하여, 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동을 검출할 수 있다. 도 11 및 도 12에서는, 스탬프 필름(FF)의 박리가 정상적인 박리력을 가지며 수행되는 것이 도시되었으며, 정상적인 박리력을 가질 때 박리 각도는 θ1일 수 있다. 도 13에서는, 스탬프 필름(FF)의 박리력이 정상적인 박리력보다 커진 것으로 도시되었으며, 이때 박리 각도는 θ1에서 θ2로 변동될 수 있다.
상기와 같이 제어부(60)가 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동을 검출하면, 패턴(P)이 형성되는 광경화성 레진(UR2) 중 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동이 발생되는 지점이 패턴(P)의 불량이 발생되는 지점인 것으로 파악할 수 있다.
또한, 예시적으로, 제어부(60)는 스탬프 필름(FF)의 박리력 변동량이 기설정된 박리력 변동량보다 큰 경우 광경화성 레진(UR2)의 패θ턴(P)에 불량이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 예시적으로 제어부(60)는 광경화성 레진(UR2)의 패턴(P)에 불량이 발생된 경우, 후속적인 처리로 스탬프 필름(FF)의 박리 속도를 기 설정된 박리 속도보다 줄이도록 제어할 수 있다.
또한, 예시적으로 제어부(60)는 압력 센서(46)에 의해 측정되는 스탬프 필름(FF)의 박리력이 기 설정된 박리력의 범위를 벗어나는 시간이 기 설정된 시간의 범위를 벗어난 경우, 가압 롤러(41)의 동작에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 임프린트 장치 10: 스테이지
20: 도포부 30: 스탬프 공급부
31: 와인딩 롤러 32, 33, 34: 가이드 롤러들
35: 텐션 롤러 40: 임프린트부
41: 가압 롤러 42: 아이들 롤러
43: 압력 센서 50: 스탬프 회수부
51: 리와인딩 롤러 52, 53, 54: 가이드 롤러들
60: 제어부

Claims (20)

  1. 레진이 도포된 기판을 지지하는 스테이지;
    복수의 스탬프 패턴을 포함하는 스탬프 필름을 상기 기판의 레진 상으로 공급하는 스탬프 공급부;
    상기 스탬프 공급부로부터 공급되는 상기 스탬프 필름을 가압하여 상기 레진에 접촉시키고, 광원 또는 열원에 의해 경화되는 상기 레진으로부터 상기 스탬프 필름을 박리시켜, 상기 레진에 패턴이 형성되게 하는 가압 롤러;
    상기 스탬프 공급부와 상기 가압 롤러 사이에 배치되며, 상기 스탬프의 가압 및 박리시 상기 가압 롤러와 함께 이동하는 아이들 롤러; 및
    상기 가압 롤러의 지지대에 설치되며, 상기 가압 롤러와 아이들 롤러의 이동에 의해 상기 스탬프 필름을 박리시 상기 스탬프 필름의 박리력을 실시간으로 센싱하여 상기 패턴의 불량을 검출하게 하는 압력 센서를 포함하되,
    상기 압력 센서는 상기 스탬프 필름을 가압시 상기 스탬프 필름의 가압력을 센싱하고,
    상기 가압 롤러는 상기 스탬프 필름의 가압시 상기 스테이지의 수직 방향으로 하강 동작 후 상기 스테이지에 수평한 제1 방향으로 이동시키고,
    상기 가압 롤러는 상기 스탬프 필름의 박리시 상기 스테이지의 수직 방향으로 상승 동작 후 상기 제1 방향의 반대 방향으로 이동시키도록 구성되는 임프린트 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 로드셀인 임프린트 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 스탬프 공급부는 상기 스탬프 필름의 장력을 일정하게 유지시키는 텐션 롤러를 포함하며,
    상기 압력 센서는 상기 스탬프 필름의 장력이 일정하게 유지되는 상태에서 상기 스탬프 필름의 박리력을 센싱하도록 구성되는 임프린트 장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 압력 센서에 의해 실시간으로 검출되는 상기 스탬프 필름의 박리력을 참조하여, 상기 스탬프 필름의 박리력 변동을 검출하는 제어부를 더 포함하는 임프린트 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 레진 중 상기 스탬프 필름의 박리력 변동이 발생되는 지점이 상기 패턴의 불량이 발생된 것으로 파악하도록 구성되는 임프린트 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스탬프 필름의 박리력 변동량이 기 설정된 박리력 변동량보다 큰 경우, 상기 패턴의 불량이 발생한 것으로 판단하도록 구성되는 임프린트 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 패턴의 불량이 발생된 경우, 상기 스탬프 필름의 박리 속도를 기 설정된 박리 속도보다 줄이게 하도록 구성되는 임프린트 장치.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스탬프 필름의 박리력이 기 설정된 박리력의 범위를 벗어나는 시간이 기 설정된 시간의 범위를 벗어난 경우, 상기 가압 롤러의 동작에 이상이 발생한 것으로 판단하게 구성된 임프린트 장치.
  10. 삭제
  11. 도포부를 이용하여 스테이지에 지지되는 기판에 레진을 도포하는 단계;
    스탬프 공급부로부터 복수의 스탬프 패턴을 포함하는 스탬프 필름을 상기 기판의 레진 상으로 공급하는 단계;
    가압 롤러와 아이들 롤러를 이용하여 상기 스탬프 공급부로부터 공급된 상기 스탬프 필름을 가압하여 상기 레진에 접촉시키고, 광원 또는 열원에 의해 경화되는 상기 레진으로부터 상기 스탬프 필름을 박리시켜, 상기 레진에 패턴이 형성되게 하는 단계; 및
    상기 가압 롤러와 아이들 롤러의 이동에 의해 상기 스탬프 필름을 박리시, 상기 가압 롤러의 지지대에 설치되는 압력 센서를 이용하여 상기 스탬프 필름의 박리력을 실시간으로 센싱하여 상기 패턴의 불량을 검출하게 하는 단계를 포함하되,
    상기 압력 센서는 상기 스탬프 필름을 가압시 상기 스탬프 필름의 가압력을 센싱하고,
    상기 가압 롤러는 상기 스탬프 필름의 가압시 상기 스테이지의 수직 방향으로 하강 동작 후 상기 스테이지에 수평한 제1 방향으로 이동시키고,
    상기 가압 롤러는 상기 스탬프 필름의 박리시 상기 스테이지의 수직 방향으로 상승 동작 후 상기 제1 방향의 반대 방향으로 이동시키도록 구성되는 임프린트 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 로드셀인 임프린트 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 스탬프 공급부는 상기 스탬프 필름의 장력을 일정하게 유지시키는 텐션 롤러를 포함하며,
    상기 압력 센서는 상기 스탬프 필름의 장력이 일정하게 유지되는 상태에서 상기 스탬프 필름의 박리력을 센싱하도록 구성되는 임프린트 방법.
  14. 삭제
  15. 제11 항에 있어서,
    제어부를 이용하여 상기 압력 센서에 의해 실시간으로 검출되는 상기 스탬프 필름의 박리력을 참조해 상기 스탬프 필름의 박리력 변동을 검출하는 단계를 더 포함하는 임프린트 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 레진 중 상기 스탬프 필름의 박리력 변동이 발생되는 지점이 상기 패턴의 불량이 발생된 것으로 파악하도록 구성되는 임프린트 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스탬프 필름의 박리력 변동량이 기 설정된 박리력 변동량보다 큰 경우, 상기 패턴의 불량이 발생한 것으로 판단하도록 구성되는 임프린트 방법.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 패턴의 불량이 발생된 경우, 상기 스탬프 필름의 박리 속도를 기 설정된 박리 속도보다 줄이게 하도록 구성되는 임프린트 방법.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스탬프 필름의 박리력이 기 설정된 박리력의 범위를 벗어나는 시간이 기 설정된 시간의 범위를 벗어난 경우, 상기 가압 롤러의 동작에 이상이 발생한 것으로 판단하게 구성된 임프린트 방법.

  20. 삭제
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