KR102552654B1 - 디몰더 장치 및 이를 이용한 디몰딩 방법 - Google Patents

디몰더 장치 및 이를 이용한 디몰딩 방법 Download PDF

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김태완
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    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature

Abstract

기판의 손상을 방지하면서 몰드와 기판을 분리시킬 수 있도록 개선된 디몰더 장치 및 이를 이용한 디몰딩 방법을 개시한다.
디몰더 장치는 기판을 지지하는 제1 지지대, 몰드를 지지하는 제2 지지대, 제2 지지대를 상하방향으로 승강시키는 승강유닛 및 제1 지지대와 제2 지지대 중 적어도 하나의 내측에 배치되고 기판과 몰드가 서로 접촉된 상태에서 기판과 몰드를 분리시킬 수 있도록 제1 지지대와 제2 지지대 중 적어도 어느 하나의 온도를 조절하기 위한 온도 조절유닛을 포함한다.

Description

디몰더 장치 및 이를 이용한 디몰딩 방법{Apparatus for demolding and method for demolding using the same}
본 발명은 디몰더 장치 및 이를 이용한 디몰딩 방법으로서, 더욱 상세하게는 몰드로부터 기판을 분리시키는 디몰더 장치 및 이를 이용한 디몰딩 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 공정에서는 기판(예를 들어, 웨이퍼(Wafer)) 표면에 패턴(예를 들어, 식각 또는 증착을 위한 마스크 패턴)을 형성하기 위해, 나노 임프린트(Nano Imprint) 공정이 수행된다.
나노 임프린트 공정은 나노 구조물(nano-structure)을 제작에 필요한 공정이다. 나노 임프린트 공정에서는 전사 장치(Transfer Apparatus)를 이용하여, 나노 스케일(nano-scale)의 패턴이 형성된 몰드(Mold)에 레진(Resin)이 코팅된 기판을 접착시킨 후, UV 혹은 열경화 과정을 진행하여 기판 표면에 패턴을 전사한다.
나노 임프린트 공정이 수행된 후, 서로 접착된 기판과 몰드는 매니퓰레이터 등을 통해 디몰더 장치로 인입된다. 디몰더 장치에서는 결합된 상태의 기판과 몰드가 서로 분리되는 과정이 수행된다.
종래의 디몰더 장치는 기판 혹은 몰드에 기계적인 외력을 가하여 몰드와 기판을 분리시키기 때문에, 몰드와 기판이 분리되는 과정에서 기판 혹은 몰드가 파손될 우려가 있고, 이는 기판의 품질 저하를 야기시키게 된다.
KR 10-2020-0000547 A1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 손상을 방지하면서 몰드와 기판을 분리시킬 수 있도록 개선된 디몰더 장치 및 이를 이용한 디몰딩 방법을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 디몰더 장치는 기판을 지지하는 제1 지지대; 몰드를 지지하는 제2 지지대; 상기 제2 지지대를 상하방향으로 승강시키는 승강유닛; 및 상기 제1 지지대 및 상기 제2 지지대 중 적어도 하나의 내측에 배치되고, 상기 기판과 상기 몰드가 서로 접촉된 상태에서 상기 기판과 상기 몰드를 분리시킬 수 있도록, 상기 제1 지지대 및 상기 제2 지지대를 서로 다른 온도로 조절하기 위한 온도 조절유닛;을 포함한다.
상기 온도 조절유닛은, 상기 기판과 상기 몰드 중 어느 하나를 열팽창시키고 상기 기판과 상기 몰드 중 다른 하나를 열수축시키도록, 상기 몰드와 상기 기판에 각각 서로 다른 온도를 제공 가능하다.
상기 온도 조절유닛은, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나의 내부에 설치되고, 상기 어느 하나를 가열하기 위한 방열플레이트; 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 다른 하나의 내부에 설치되고, 상기 다른 하나를 냉각하기 위한 냉각파이프; 및 상기 방열플레이트와 상기 냉각파이프에 연결되고, 상기 방열플레이트와 상기 냉각파이프의 온도를 제어하기 위한 프로세서;를 포함한다.
상기 방열플레이트는, 상기 제1 지지대의 흡착플레이트와 정렬되도록 배치되고, 상기 냉각파이프는, 상기 제2 지지대의 흡착플레이트와 정렬되도록 배치된다.
상기 냉각파이프는, 상기 제2 지지대에 삽입되고, 냉매가 유입되는 제1 냉각유로; 상기 제1 냉각유로로부터 상기 제2 지지대에 대하여 수평하게 절곡되고, 상기 제2 지지대의 외측에서 내측을 향해 연장되는 제2 냉각유로; 일단이 상기 제2 냉각유로에 연통되고, 상기 제2 냉각유로 사이에 배치되도록 상기 제2 지지대의 내측에서 외측을 향해 연장되는 제3 냉각유로; 및 상기 제3 냉각유로에서 연장되고, 상기 제2 지지대의 외측으로 돌출되는 제4 냉각유로;를 포함한다.
상기 냉각파이프는, 상기 제2 지지대의 중심부에 삽입되고, 냉매가 유입되는 유입배관; 상기 유입배관을 중심으로 그 양측에 각각 배치되며, 냉매가 배출되는 제1 배출배관 및 제2 배출배관; 그 일단이 상기 유입배관과 연통되고, 그 타단이 제1 배출배관과 연통되며, 상기 유입배관의 일측 방향으로 연장되어 상기 제2 지지대의 중심부에서 점차 바깥쪽으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 제1 이동유로; 및 그 일단이 상기 유입배관과 연통되고, 그 타단이 제2 배출배관과 연통되며, 상기 유입배관의 타측 방향으로 연장되어 상기 제2 지지대의 중심부에서 점차 바깥쪽으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 제2 이동유로;를 포함한다.
상기 제1 이동유로와 상기 제2 이동유로는 각각 환형으로 형성되고, 각각 상기 유입배관을 기준으로 서로 대칭으로 배치되며, 상기 제1 이동유로는, 상기 제2 지지대의 1/2 영역에 배치되고, 상기 제2 이동유로는, 상기 제2 지지대의 나머지 1/2 영역에 배치된다.
상기 프로세서는, 상기 기판과 상기 몰드의 온도를 각각 감지하기 위한 감지센서;를 포함하고, 기 설정된 온도들과 상기 감지센서에서 감지된 온도들을 비교하여 상기 방열플레이트와 상기 냉각파이프의 구동 종료 시점을 판단하고, 상기 방열플레이트와 상기 냉각파이프의 구동을 제어한다.
상기 제1 지지대는, 제1 지지몸체와, 상기 제1 지지몸체의 하부에 설치되고 상기 기판을 흡작하는 제1 흡착플레이트와, 상기 제1 지지몸체의 상측에 배치되는 커버플레이트를 포함하고, 상기 제2 지지대는, 제2 지지몸체와, 상기 제2 지지몸체의 하부에 설치되고 상기 몰드를 흡착하는 제2 흡착플레이트 및 제2 지지몸체의 하측에 배치되는 지지플레이트를 포함한다.
상기 커버플레이트는, 상기 제1 지지대의 복사열 방출을 차단할 수 있도록, 상기 제1 지지몸체와 접촉되는 부분이 탄소(C) 재질로 형성되고, 상기 제1 지지몸체의 내부에 설치되는 상기 온도 조절유닛의 일부의 면적보다 큰 면적을 가진다.
상기 온도조절유닛은, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나에 열에너지를 공급하여 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나의 온도를 25℃초과 내지 200℃미만의 온도로 유지시킬 수 있도록 구성된다.
상기 온도조절유닛은, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나로부터 열에너지를 흡수하여 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나의 온도를 -20℃초과 내지 25℃미만의 온도로 유지시킬 수 있도록 구성된다.
상기 온도조절유닛은, 상기 기판과 상기 몰드의 온도차를 10℃이상 내지 100℃이하로 유지시키도록 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 디몰딩 방법은 제1 지지대와 제2 지지대 사이에 서로 결합된 기판과 몰드를 배치시키고, 상기 제1 지지대로 상기 기판과 상기 몰드 중 어느 하나를 흡착하고, 상기 제2 지지대로 상기 기판과 상기 몰드 중 다른 하나를 흡착하고, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나에 열에너지를 공급하고, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 다른 하나로부터 열에너지를 흡수하고, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나에서 상기 기판과 상기 몰드 중 어느 하나로 열을 전달하여 팽창시키고, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 다른 하나에서 상기 기판과 상기 몰드 중 다른 하나의 열을 흡수하여 수축시키고, 상기 기판과 상기 몰드를 서로 분리시킨다.
본 발명에 따르면, 기계적인 외력을 가하지 않고 기판과 몰드를 분리시킬 수 있으므로 기판과 몰드를 분리시키는 과정에서 기판에 손상이 발생되는 것이 방지된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디몰더 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 지지대, 온도 조절유닛의 일부 및 회전유닛의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 지지대, 승강유닛 및 온도 조절유닛의 다른 일부의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 지지대, 제2 지지대 및 온도 조절유닛의 구조를 도시한 분해사시도이다.
도 5는 냉각파이프의 일예에 따른 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 냉각파이프의 변형예에 따른 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디몰더 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디몰더 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디몰딩 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 10은 디몰더 장치의 내부로 서로 결합된 기판과 몰드가 인입된 모습을 도시한 도면이다.
도 11은 제1 지지대와 제2 지지대가 각각 기판과 몰드를 흡착한 모습을 도시한 도면이다.
도 12는 온도 조절유닛이 기판과 몰드 사이에 틈새를 발생시키는 모습을 도시한 도면이다.
도 13은 제2 지지대가 틸팅되며 몰드를 기판으로부터 분리시키는 모습을 도시한 도면이다.
도 14는 제1 지지대가 회전된 모습을 도시한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디몰더 장치의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 지지대, 온도 조절유닛의 일부 및 회전유닛의 구조를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 지지대, 승강유닛 및 온도 조절유닛의 다른 일부의 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 지지대, 제2 지지대 및 온도 조절유닛의 구조를 도시한 분해사시도이고, 도 5는 냉각파이프의 일예에 따른 구조를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디몰더 장치(100)의 구조를 구체적으로 설명한다.
이하에서 폭방향은 도 1에 도시된 바와 같이, 상하방향에 대하여 수직하게 직교하는 방향이고, 교차방향은 상하방향 및 폭방향과 모두 수직하게 직교하는 방향이다.또한 도 2 내지 도 3에서는 설명의 편의 상 기판과 몰드가 서로 분리된 상태를 도시하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디몰더 장치(100)는 기판(W)을 지지하는 제1 지지대(110), 몰드(M)를 지지하는 제2 지지대(120), 제2 지지대(120)를 상하방향으로 승강시키는 승강유닛(130) 및 제1 지지대(110) 및 제2 지지대(120) 중 적어도 하나의 내측에 배치되고, 기판(W)과 몰드(M)가 서로 접촉된 상태에서 기판(W)과 몰드(M)를 분리시킬 수 있도록 제1 지지대(110) 및 제2 지지대(120) 중 적어도 어느 하나의 온도를 조절하기 위한 온도 조절유닛(140)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서는 제1 지지대(110)가 기판(W)을 흡착(지지)하고, 제2 지지대(120)가 몰드(M)를 지지하는 경우를 예시적으로 설명하지만, 제1 지지대(110)가 몰드(M)를 지지하고 제2 지지대(120)가 기판(W)을 지지할 수도 있다.
또한, 디몰더 장치(100)는 교차방향을 회전 중심축으로 하여 제1 지지대(110)를 회전시킬 수 있는 회전유닛(150)을 포함한다.
회전유닛(150)에 의해 제1 지지대(110)가 회전됨에 따라 제1 지지대(110)의 기판(W)을 지지하는 면이 상측을 향하거나, 혹은 하측을 향하게 된다.
제1 지지대(110)는 기판(W)을 지지한다. 제1 지지대(110)는 그 하부가 기판(W)의 일면(패턴이 형성되지 않는 면)을 흡착하여 기판(W)을 지지한다. 제1 지지대(110)는 제2 지지대(120)의 상측에 배치된다.
제1 지지대(110)는 제1 지지몸체(111), 제1 흡착플레이트(112) 및 커버플레이트(113)를 포함한다.
제1 지지몸체(111)는 제2 지지대(120)의 상측에 배치된다. 제1 지지몸체(111)는 그 상부에 형성된 제1 상부 수용홈(111a) 및 그 하부에 형성된 제1 하부 수용홈(111b)을 포함한다. 제1 상부 수용홈(111a)에는 온도 조절유닛(140)의 일부(즉, 방열플레이트(141))가 배치되고, 제1 하부 수용홈(111b)에는 제1 흡착플레이트(112)가 배치된다.
제1 지지몸체(111)는 열전도율(thermal conductivity)이 상대적으로 높은 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 지지몸체(111)는 실리콘 카바이드(SiC)(열전도율: 75∼W/mK), 알루미늄 나이트라이드(AlN)(열전도율: 100∼W/mK) 및 그래파이트(graphite)(열전도율: 85~95 W/mK) 등을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 지지몸체(111)는 온도 조절유닛(140)의 일부(즉, 방열플레이트(141))에서 발생되는 열에너지(예컨데, 상온보다 높은 온도의 열에너지)를 기판(W)에 보다 신속하고 원활하게 전달할 수 있다.
제1 흡착플레이트(112)는 제1 지지몸체(111)의 제1 하부 수용홈(111b)에 삽입 결합된다. 제1 흡착플레이트(112)의 하부면은 기판(W)에 접촉하여 기판(W)을 흡착함으로써 기판(W)을 지지(또는 고정)하게 된다. 제1 흡착플레이트(112)는 예컨데, 원판 형상으로 형성되며, 그 하부에 제1 흡착홀(112a)을 구비한다.
제1 흡착홀(112a)은 별도의 진공장치(미도시)에 연통되며, 진공장치에 의해 제1 흡착홀(112a) 내부는 부압으로 형성될 수 있다.
제1 흡착홀(112a)은 복수개로 마련될 수 있으며, 제1 흡착플레이트(112)의 중심부를 기준으로 방사형으로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 제1 흡착홀(112a)이 서로 다른 복수의 지점에서 기판(W)을 흡착하므로, 기판(W)이 제1 흡착플레이트(112)에 안정적으로 지지될 수 있다.
커버플레이트(113)는 제1 지지몸체(111)의 상부에 배치된다. 커버플레이트(113)는 제1 지지몸체(111)에 배치되는 온도 조절유닛(140)의 일부(즉, 방열플레이트(141))에서 발생된 열이 방출되는 것을 차폐한다. 커버플레이트(113)의 하부에는 제1 지지몸체(111)가 설치된다.
커버플레이트(113)는 수용홈(113a)을 포함한다. 커버플레이트(113)의 수용홈(113a)에는 조절유닛(140)의 일부(즉, 방열플레이트(141))가 수용된다.
커버플레이트(113)는 제1 지지몸체(111)를 커버할 수 있도록 제1 지지몸체(111)와 같거나 제1 지지몸체(111)보다 더 큰 면적을 가질 수 있다.
커버플레이트(113)는 온도 조절유닛(140)의 일부(즉, 방열플레이트(141))에서 발생되어 제1 지지몸체(111)로 전달된 복사열이 방출되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 커버플레이트(113)는 온도 조절유닛(140)의 일부(즉, 방열플레이트(141)) 및 제1 지지대(110)의 보온 효율을 상승시킬 수 있다.
제2 지지대(120)는 몰드(M)를 지지한다. 제2 지지대(120)는 그 상부가 몰드(M)의 하면을 흡착하여 몰드(M)를 지지한다. 제2 지지대(120)는 제1 지지대(110)의 하측에 배치된다. 제2 지지대(120)는 승강유닛(130)에 결합되며, 승강유닛(130)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 지지된다.
제2 지지대(120)는 제2 지지몸체(121), 제2 흡착플레이트(122) 및 지지플레이트(123)를 포함한다.
제2 지지몸체(121)는 제1 지지몸체(111)의 하측에 배치된다.
제2 지지몸체(121)는 온도 조절유닛(140)의 냉각파이프(142)를 수용하는 제1 라인홈(121a)을 포함한다.
제2 지지몸체(121)는 그 상부에 형성된 제2 상부 수용홈(121b) 및 그 하부에 형성된 제2 하부 수용홈(121c)을 포함한다. 제2 상부 수용홈(121b)에는 제2 흡착플레이트(122)가 배치되고, 제2 하부 수용홈(121c)에는 온도 조절유닛(140)의 다른 일부(즉, 냉각파이프(142))와 지지플레이트(123)가 배치된다.
온도 조절유닛(140)의 냉각파이프(142)는 제1 라인홈(121a)과 지지플레이트(123) 사이에 배치된다.
제2 지지몸체(121)는 열전도율(thermal conductivity)이 상대적으로 높은 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 지지몸체(121)는 실리콘 카바이드(SiC)(열전도율: 75∼W/mK), 알루미늄 나이트라이드(AlN)(열전도율: 100∼W/mK) 및 그래파이트(graphite)(열전도율: 85~95 W/mK) 등을 포함할 수 있다. 따라서, 제2 지지몸체(121)가 온도 조절유닛(140)의 다른 일부(즉, 냉각파이프(142))에 의해 냉각되면, 제2 지지몸체(121) 상에 지지된 몰드(M)가 냉각된다.
제2 흡착플레이트(122)는 제2 상부 수용홈(121b)에 삽입 결합된다. 제2 흡착플레이트(122)의 상부면은 몰드(M)에 접촉하여 몰드(M)를 흡착함으로써, 몰드(M)를 지지(또는 고정)한다. 제2 흡착플레이트(122)는 예컨데, 원판 형상으로 형성되며, 그 상부에 제2 흡착홀(122a)을 구비한다.
제2 흡착홀(122a)은 별도의 진공장치(미도시)에 연통되며, 진공장치에 의해 제2 흡착홀(122a)의 내부는 부압으로 형성될 수 있다. 제2 흡착홀(122a)은 복수개로 마련될 수 있으며, 제2 흡착플레이트(122)의 중심부를 기준으로 방사형으로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 제2 흡착홀(122a)이 서로 다른 복수의 지점에서 몰드(M)를 흡착하므로, 몰드(M)가 제2 흡착플레이트(122)에 안정적으로 지지될 수 있다.
지지플레이트(123)는 제2 지지몸체(121)의 하부에 형성된 제2 하부 수용홈(121c)에 삽입 결합된다.
지지플레이트(123)는 온도 조절유닛(140)의 냉각파이프(142)를 수용하는 제2 라인홈(123a)을 포함한다. 제2 라인홈(123a)은 제1 라인홈(121a)에 대응되는 형상을 가진다. 제2 지지몸체(121)의 제1 라인홈(121a)에는 냉각파이프(142)의 상측 일부가 수용되고, 지지플레이트(123)의 제2 라인홈(123a)에는 냉각파이프(142)의 하측 일부가 수용되므로, 냉각파이프(142)가 제2 지지몸체(121)와 지지플레이트(123)에 사이에 고정될 수 있다.
지지플레이트(123)는 냉각파이프(142)에서 발생되는 냉기의 유출을 방지할 수 있도록, 적어도 일부가 탄소(C)의 재질로 형성될 수도 있다.
승강유닛(130)은 제2 지지대(120)를 승하강시킬 수 있다. 또한, 승강유닛(130)은 제2 지지대(120)가 제1 지지대(110)에 인접하게 배치된 상태에서 적어도 일부가 틸팅(회전)되며 제2 지지대(120)의 각도를 경사지게 배치시킬 수 있다.
승강유닛(130)은 승강기(131), 안착플레이트(132), 스토퍼(133) 및 각조절기(134)를 포함한다.
승강기(131)는 각조절기(134)와 안착플레이트(132)에 의해 지지된 제2 지지대(120)를 상하방향으로 이동시킨다.
승강기(131)는 모터(미도시)로부터 발생된 구동력에 의해 신장되거나 혹은 수축된다. 승강기(131)가 신장되면, 제2 지지대(120)에 안착된 몰드(M) 및 기판(W)이 상승된다.
안착플레이트(132)는 승강기(131)의 상부에 결합된다. 안착플레이트(132)에는 스토퍼(133) 및 각조절기(134)가 안착된다.
스토퍼(133)는, 승강기(131)에 의해 제2 지지대(120)가 상승될 경우, 제2 지지대(120)가 과도하게 상승되는 것을 방지한다. 스토퍼(133)는 제2 지지대(120)가 기 설정된 높이 이상으로 상승됨으로써 기판(W)이 제1 지지대(110)에 의해 가압되어 파손되는 것을 방지한다. 즉, 스토퍼(133)는, 제1 지지대(110)를 기준으로, 제2 지지대(120)가 소정 범위 이내로 접근하는 것을 방지한다.
스토퍼(133)는 스토퍼바디(133a), 삽입체(133b), 지지스프링(133c) 및 접촉체(133d)를 포함한다.
스토퍼바디(133a)는 상하방향으로 연장되고, 원통 형상을 가진다.
삽입체(133b)는 스토퍼바디(133a)보다 상대적으로 작은 직경을 가지며, 스토퍼바디(133a)의 상부에 이동 가능하게 결합된다.
지지스프링(133c)은 삽입체(133b)의 둘레를 감싸도록 배치되고, 신장수축 가능하며 그 하부가 스토퍼바디(133a)의 상부에 지지된다.
접촉체(133d)는 삽입체(133b)의 상부에 결합되고, 그 형상이 가변될 수 있도록 신축 가능한 재질(예컨데, 탄성 재질)로 형성되며, 그 하부가 지지스프링(133c)의 상부에 지지된다.
승강기(131)가 상승됨에 따라, 접촉체(133d)는 커버플레이트(113)의 하부에 접촉될 수 있다. 접촉체(133d)가 커버플레이트(113)의 하부에 접촉된 상태에서, 제2 지지대(120)가 더 상승될 경우, 삽입체(133b)는 스토퍼바디(133a)의 내부로 삽입되며, 지지스프링(133c)을 수축시키게 된다. 지지스프링(133c)은 수축되며 접촉체(133d)를 지지하고, 제2 지지대(120)의 상승을 제한한다. 따라서, 기판(W)이 제1 지지대(110)에 의해 가압되지 않고, 제1 흡착플레이트(112)에 안정적으로 접촉될 수 있다.
스토퍼(133)는 복수개로 마련될 수 있으며, 안착플레이트(132)의 가장자리를 따라 서로 이격 배치될 수 있다.
각조절기(134)는 제2 지지대(120)를 제1 지지대(110)에 대하여 경사지게 배치시킬 수 있다. 즉, 각조절기(134)는 온도 조절유닛(140)에 의해 기판(W)과 몰드(M) 사이에 틈새(G)가 발생될 경우, 제2 지지대(120)를 틸팅시켜 몰드(M)를 기판(W)으로부터 박리시킬 수 있다. 각조절기(134)는 제1 지지대(110)와 제2 지지대(120) 사이의 각도가 커지도록, 제2 지지대(120)를 기울일 수 있다.
각조절기(134)는 수직부재(134a), 수평부재(134b), 링크부재(134c), 구동부재(134d) 및 이동부재(134e)를 포함한다.
수직부재(134a)는 상하방향으로 연장되며, 도 3에 도시된 바와 같이 폭방향을 기준으로 안착플레이트(132)의 일측에 설치된다
수평부재(134b)는 폭방향을 따라 연장되며, 그 일단이 수직부재(134a)의 상부에 회전 가능하게 결합된다. 수평부재(134b)에는 제2 지지대(120) 및 지지플레이트(123)가 설치된다.
링크부재(134c)는 수평부재(134b)와 이동부재(134e)를 서로 연결시킨다.
링크부재(134c)는 제1 피벗축(134ca)과, 제2 피벗축(134cb)을 포함한다. 즉, 링크부재(134c)는 그 상부가 제1 피벗축(134ca)을 중심으로 회전 가능하게 수평부재(134b)에 결합되며, 그 하부가 제2 피벗축(134cb)을 중심으로 회전 가능하게 이동부재(134e)에 결합된다.
링크부재(134c)는 이동부재(134e)의 이동에 대응하여 시계방향 혹은 반시계방향으로 회전한다. 예를 들어, 이동부재(134e)가 우측으로 이동하면 링크부재(134c)의 상부 및 하부는 각각 제1 피벗축(134ca) 및 제2 피벗축(134cb)을 중심으로 반시계 방향으로 회전된다. 수평부재(134b)는 링크부재(134c)의 회전에 연동하여, 레일(134da)을 향해 기울어질 수 있다.
구동부재(134d)는 이동부재(134e)를 이동시킬 수 있다.
구동부재(134d)는 레일(134da) 및 구동 실린더(134db)를 포함한다.
레일(134da)은 폭방향으로 연장되고, 안착플레이트(132) 상에 지지된다. 레일(134da)은 자전 가능하게 배치되는 볼 스크류 구조를 가질 수 있다. 즉, 레일(134da)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 레일(134da)의 나사산에는 이동부재(134e)가 나사 결합된다.
구동 실린더(134db)는 이동부재(134e)를 이동시키기 위한 동력을 제공한다. 즉, 구동 실린더(134db)는 회전 구동력을 발생시킬 수 있으며, 발생된 회전 구동력을 레일(134da)에 전달하여 레일(134da)을 자전시킬 수 있다. 레일(134da)에 결합된 이동부재(134e)는 레일(134da)이 자전하면, 폭방향을 따라 이동할 수 있다.
이동부재(134e)는 그 중심부에 레일(134da)이 삽입되며, 레일(134da)에 지지된 상태로 폭방향을 따라 이동 가능한 볼 너트 구조를 가질 수 있다. 이동부재(134e)는 그 중심부가 관통되며, 관통된 내주면에 나사산이 형성된다. 이동부재(134e)의 나사산은 레일(134da)의 나사산에 나사 결합된다. 이동부재(134e)는 레일(134da)의 회전에 연동하여, 레일(134da)을 따라 폭방향으로 이동할 수 있다.
온도 조절유닛(140)은 제1 지지대(110) 및 제2 지지대(120) 중 적어도 하나의 내측에 배치되고, 제1 지지대(110) 및 제2 지지대(120) 중 적어도 어느 하나의 온도를 조절하도록 구성된다. 온도 조절유닛(140)은 기판(W)과 몰드(M) 중 어느 하나를 열팽창시키고, 기판(W)과 몰드(M) 중 다른 하나를 열수축시키도록 몰드(M)와 기판(W)에 각각 서로 다른 온도를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 온도 조절유닛(140)이 기판(W)에 상온보다 상대적으로 더 높은 열에너지를 공급하여 기판(W)을 가열하고, 몰드(M)로부터 열에너지를 흡수하여 몰드(M)를 냉각시키는 경우를 예시적으로 설명한다.
즉, 방열플레이트(141)가 제1 지지대(110)의 내부에 설치되고, 냉각파이프(142)가 제2 지지대(120)의 내부에 설치되는 경우를 예시적으로 설명한다. 하지만, 방열플레이트(141)가 제2 지지대(120)의 내부에 설치되고, 냉각파이프(142)가 제1 지지대(110)의 내부에 설치될 수도 있다.
온도 조절유닛(140)은 방열플레이트(141), 냉각파이프(142) 및 프로세서(미도시)를 포함한다.
방열플레이트(141)는 제1 지지대(110)의 내부에 설치되고, 제1 지지대(110)로 열에너지(예컨데, 상온보다 높은 온도의 열에너지)를 제공할 수 있다. 방열플레이트(141)는 상하방향을 기준으로 제1 흡착플레이트(112)와 정렬되도록 배치되고, 기판(W)의 면적보다 상대적으로 더 큰 면적을 가질 수 있다. 방열플레이트(141)는 제1 지지대(110) 및 제1 지지대(110)에 지지된 기판(W)을 가열시킬 수 있다.
방열플레이트(141)는 기판(W)이 지지되는 지지면(즉, 제1 흡착플레이트(112)의 하부면 중 기판(W)이 접촉되는 면) 전체에 걸쳐 균일한 밀도로 분포되고, 상측에서 하측을 향해 균일하게 발열되도록, 그 두께가 균일한 플레이트 형상을 가질 수 있다.
방열플레이트(141)는 기판(W)을 전체적으로 균일한 온도로 가열시킬 수 있다. 방열플레이트(141)가 제1 지지대(110)를 가열시키고, 가열된 제1 지지대(110)에서 기판(W)으로 열이 전도되며 기판(W)을 열팽창시킬 수 있다. 기판(W)이 열팽창되면서 몰드(M)와 접촉된 부분에 이형력(Release force)이 발생되고, 몰드(M)와의 접촉면에 틈새(G, 도 12 참조)가 발생될 수 있다.
방열플레이트(141)는 25℃초과 내지 200℃미만의 온도로 발열될 수 있다. 만일, 방열플레이트(141)가 25℃이하의 온도로 발열될 경우, 상온과 유사한 온도이기 때문에, 기판(W)에 열에너지가 용이하게 전달되지 못할 수 있다. 반면, 방열플레이트(141)가 200℃이상의 온도로 발열될 경우, 기판(W)에 형성된 레진이 열분해되는 등 기판이 손상될 수 있다.
냉각파이프(142)는 제2 지지대(120)의 내부에 설치되고, 제2 지지대(120)의 열에너지를 흡수하여 제2 지지대(120) 및 몰드(M)를 냉각시킬 수 있다. 즉, 냉각파이프(142)는 그 내부로 냉매를 공급받아 제2 지지대(120) 및 제2 지지대(120)에 지지된 몰드(M)를 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 냉매는 He, PCW(Process Cooling Water), 갈덴(Galden) 및 N2 가스 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
냉각파이프(142)는 상하방향을 기준으로 제2 흡착플레이트(122)와 정렬되도록 배치되고, 몰드(M)의 면적보다 상대적으로 더 큰 면적을 가질 수 있다. 냉각파이프(142)는 몰드(M)를 전체적으로 균일한 온도로 냉각시킬 수 있다.
하기에서는 도 5를 참조하여, 냉각파이프(142)의 일 실시예에 따른 구조를 설명한다.
냉각파이프(142)는 제1 냉각유로(142a), 제2 냉각유로(142b), 제3 냉각유로(142c) 및 제4 냉각유로(142d)로 구성된다.
제1 냉각유로(142a)는 지지플레이트(123)를 관통하고, 그 내부로 냉매가 유입되는 경로가 마련된다. 제1 냉각유로(142a)는 그 일단이 냉매를 저장하고 있는 냉매 저장탱크(미도시)에 연결되고, 그 타단이 제2 냉각유로(142b)에 연결된다.
제2 냉각유로(142b)는 제1 냉각유로(142a)에서 폭방향을 따라 절곡되고, 제2 지지대(120)의 가장자리 부분에서 제2 지지대(120)의 중심 부분을 향해 나선형으로 연장된다.
제3 냉각유로(142c)는 제2 냉각유로(142b)에 연결되며, 제2 지지대(120)의 중심 부분에서 제2 지지대(120)의 가장자리 부분을 향해 나선형으로 연장된다. 제3 냉각유로(142c)는 나선형으로 연장되는 제2 냉각유로(142b)의 사이에 배치된다. 즉, 나선형으로 형성되는 제2 냉각유로(142b) 사이의 공간에, 나선형으로 형성된 제3 냉각유로(142c)가 배치된다.
제2 냉각유로(142b)를 통해, 냉매가 제2 지지대(120)의 가장자리 부분에서 중심 부분으로 이동하며 제2 지지대(120)를 고르게 냉각시킬 수 있고, 냉매가 제3 냉각유로(142c)를 통해 다시 제2 지지대(120)의 중심 부분에서 가장자리 부분으로 이동하며 제2 지지대(120)를 전체적으로 고르게 냉각시킬 수 있다.
냉각파이프(142)가 제2 지지대(120)를 냉각시키고, 냉각된 제2 지지대(120)에 의해 몰드(M)가 냉각되면서, 몰드(M)는 열수축된다. 몰드(M)가 열수축되면서 기판(W)과 접촉된 부분에 이형력(Release force)이 발생되고, 기판(W)과의 접촉면에 틈새(G)가 발생될 수 있다.
제4 냉각유로(142d)는 제3 냉각유로(142c)에서 상하방향을 따라 절곡되고, 지지플레이트(123)를 관통한다. 제4 냉각유로(142d)는 제2 지지대(120)를 냉각시킨 냉매를 외부로 배출시킨다. 즉, 제1 냉각유로(142a)로 유입된 냉매는 제2 냉각유로(142b)를 따라 제2 지지대(120)의 가장자리 부분에서 중심 부분를 향해 흐르다가 제3 냉각유로(142c)를 따라 다시 가장자리 부분을 향해 흘러 제4 냉각유로(142d)를 통해 배출된다.
냉각파이프(142)는 냉매에 의해 -20℃ 초과 내지 25℃ 이하로 냉각될 수 있다.
만일, 냉각파이프(142)가 -20℃ 이하의 온도로 냉각될 경우, 냉각파이프(142)에 냉매를 공급하는 냉매 저장탱크에 작동 부하가 발생될 수 있다. 반면, 냉각파이프(142)가 25℃ 이상의 온도로 냉각될 경우, 상온과 유사한 온도이기 때문에 몰드(M)의 열에너지를 효과적으로 흡수하지 못할 수 있다. 따라서, 냉각파이프(142)가 냉매에 의해 -20℃ 초과 내지 25℃ 이하로 냉각되며, 몰드(M)의 열에너지를 효과적으로 흡수할 수 있다.
방열플레이트(141)에 의해 가열되는 기판(W)과 냉각파이프(142)에 의해 냉각되는 몰드(M) 사이의 온도차는 10℃이상 내지 100℃이하로 유지되는 것이 바람직하다.
만일, 방열플레이트(141)와 냉각파이프(142)의 온도차가 10℃미만일 경우, 기판(W)과 몰드(M)에 이형력이 발생되지 않거나 이형력이 발생되기까지의 시간이 오래 걸려 분리 효율성이 떨어질 수 있다. 반면, 방열플레이트(141)와 냉각파이프(142)의 온도차가 100℃초과일 경우, 기판(W)과 몰드(M)의 온도차가 심해져 기판(W)과 몰드(M) 중 적어도 어느 하나에 손상(예컨데, 크랙(crack))이 발생될 수 있다. 따라서, 방열플레이트(141)와 냉각파이프(142)의 온도차가 10℃이상 내지 100℃이하로 유지되면 기판(W)과 몰드(M)가 손상되지 않으면서, 안정적으로 분리될 수 있다.
도 6은 냉각파이프의 변형예에 따른 구조를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하여 냉각파이프(143)의 변형예에 따른 구조를 설명한다.
냉각파이프(143)는 유입배관(143a), 제1 배출배관(143b), 제2 배출배관(143c), 제1 이동유로(143d) 및 제2 이동유로(143e)를 포함한다.
유입배관(143a)은 제2 지지대(120)의 중심부에 삽입되고, 그 내부로 냉매가 유입되는 통로가 마련된다. 유입배관(143a)은 그 일단이 냉매를 저장하고 있는 냉매 저장탱크(미도시)에 연결되고, 그 타단이 제1 이동유로(143d) 및 제2 이동유로(143e)에 각각 연결된다.
제1 배출배관(143b)은 유입배관(143a)에 대하여 일측에 이격 배치된다. 제1 배출배관(143b)은 제2 지지대(120)를 냉각시킨 냉매가 배출되는 배관으로, 제1 이동유로(143d)에 의해 유입배관(143a)에 연결된다.
제2 배출배관(143c)은 유입배관(143a)을 기준으로, 제1 배출배관(143b)과 대향되는 타측에 이격 배치된다. 제2 배출배관(143c)은 제2 지지대(120)를 냉각시킨 냉매가 배출되는 배관으로, 제2 이동유로(143e)에 의해 유입배관(143a)에 연결된다.
제1 이동유로(143d)는 그 일단이 유입배관(143a)에 연통되고, 그 타단이 제1 배출배관(143b)에 연통되며, 유입배관(143a)의 일측 방향으로 연장되어 제2 지지대(120)의 중심부에서 점차 외측으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 구조를 가진다.
제1 이동유로(143d)는 환형 라인 형상을 가진다. 제1 이동유로(143d)는, 제2 지지대(120)의 중심부를 기준으로, 제2 지지대(120)의 1/2 영역(제1 영역)에 균일하게 배치된다.
제2 이동유로(143e)는 그 일단이 유입배관(143a)에 연통되고, 그 타단이 제2 배출배관(143c)에 연통되며, 유입배관(143a)의 타측 방향으로 연장되어 제2 지지대(120)의 중심부에서 점차 외측으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 구조를 가진다.
제2 이동유로(143e)는 환형 라인 형상을 가진다. 제2 이동유로(143e)는, 제2 지지대(120)의 중심부를 기준으로, 제1 이동유로(143d)가 배치되지 않은 제2 지지대(120)의 나머지 1/2 영역(제2 영역)에 균일하게 배치된다.
제2 이동유로(143e)가 배치되는 면적은 제1 이동유로(143d)가 배치되는 면적과 동일할 수 있다. 또한, 제2 이동유로(143e)는 유입배관(143a)을 기준으로 제1 이동유로(143d)와 대칭으로 배치될 수 있다.
유입배관(143a)을 통해 유입된 냉매 중 일부는 제1 이동유로(143d)를 따라 제2 지지대(120)의 제1 영역을 흐른뒤 제1 배출배관(143b)을 통해 배출된다. 또한, 유입배관(143a)을 통해 유입된 냉매 중 다른 일부는 제2 이동유로(143e)를 따라 제2 지지대(120)의 제2 영역을 흐른뒤 제2 배출배관(143c)을 통해 배출된다.
제1 이동유로(143d)로 유입된 냉매는 제2 지지대(120)의 중심부에서 외측을 향해 흐르다가 다시 제2 지지대(120)의 중심부를 향해 흐르며 제1 영역을 전체적으로 냉각시킬 수 있다. 제2 이동유로(143e)로 유입된 냉매는 제2 지지대(120)의 중심부에서 외측을 향해 흐르다가 다시 제2 지지대(120)의 중심부를 향해 흐르며 제2 영역을 전체적으로 냉각시킬 수 있다. 이와 같이, 유입배관(143a)으로 유입된 냉매는 각각 제1 영역 및 제2 영역을 냉각시킨 후 배출되므로, 제2 지지대(120)를 전체적으로 고르게 냉각시킬 수 있고, 제2 지지대(120)의 어느 한쪽으로만 냉매가 흘러 발생할 수 있는 불균일한 온도 구배 현상을 방지할 수 있다.
회전유닛(150)은 교차방향으로 연장되며, 제1 지지대(110)의 일측에 결합된다. 회전유닛(150)은 회전동력원(미도시)을 구비하며, 교차방향과 나란한 회전 중심축을 기준으로 제1 지지대(110)를 회전시킬 수 있다.
회전유닛(150)에 의해 제1 지지대(110)가 회전됨에 따라, 제1 지지대(110)에서 기판(W)을 지지하는 일측면이 상측을 향하거나, 혹은 하측을 향하게 될 수 있다.
회전유닛(150)은 기판(W)이 몰드(M)와 분리된 상태에서 제1 지지대(110)를 180° 회전시킬 수 있다. 제1 지지대(110)가 180° 회전되면 기판(W)의 전사된 면이 상측을 향하도록, 기판(W)이 배치된다.
회전유닛(150)을 통해, 기판(W)의 전사면이 상측을 향하게 되므로, 기판(W)이 리프트핀(미도시)에 의해 상승되고, 메니퓰레이터 등(미도시)에 의해 외부로 인출될 때, 기판(W)의 전사면과 메니퓰레이터가 직접 접촉되는 것이 방지된다.
프로세서(미도시)는 방열플레이트(141)와 냉각파이프(142)(143)에 각각 연결되고, 방열플레이트(141)와 냉각파이프(142)(143)의 온도를 제어할 수 있다.
프로세서는 기판(W)과 몰드(M)의 온도를 각각 감지하기 위한 감지센서(미도시)를 포함할 수 있다. 프로세서는 기 설정된 온도들과 감지센서에서 감지된 온도들을 비교하여 방열플레이트(141)와 냉각파이프(142)(143)의 구동 종료 시점을 판단하고, 판단 결과에 따라 방열플레이트(141)와 냉각파이프(142)(143)의 구동을 제어할 수 있다.
이하에서는 다른 실시예에 따른 디몰더 장치(200)의 구조를 설명한다. 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 디몰더 장치(100)와 동일한 구조에 관한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디몰더 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디몰더 장치(200)는 기판을 지지하는 제1 지지대(210), 몰드를 지지하는 제2 지지대(220), 제2 지지대(220)를 상하방향으로 승강시키는 승강유닛(230), 제1 지지대(210)의 내측에 배치되고, 기판과 몰드가 서로 접촉된 상태에서 기판과 몰드를 분리시킬 수 있도록 제1 지지대(210)의 온도를 조절하기 위한 온도 조절유닛(240), 제1 지지대(210)를 회전시킬 수 있는 회전유닛(250) 및 온도 조절유닛(240)을 제어하는 프로세서(미도시)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디몰더 장치(200)는 온도 조절유닛(240)이 제1 지지대(210)의 온도만을 조절하도록 구성된다. 즉, 온도 조절유닛(240)이 제1 지지대(210)의 내부에만 설치되어, 기판 혹은 몰드에 열에너지를 제공한다. 하기에서는, 온도 조절유닛(240)이 기판에 열을 제공하는 경우를 예시적으로 설명한다.
온도 조절유닛(240)은 방열플레이트(241)를 포함하며, 방열플레이트(241)는 제1 지지대(210)로 열에너지를 전달하여, 기판을 가열시킬 수 있다. 방열플레이트(241)가 제1 지지대(210)를 가열시키고, 가열된 제1 지지대(210)에서 기판으로 열에너지가 공급되어 기판을 열팽창시킬 수 있다. 기판이 열팽창되면서 몰드와 접촉된 부분에 이형력(Release force)이 발생하게 되고 기판이 몰드로부터 안정적으로 분리될 수 있다.
이상에서는 온도 조절유닛(240)의 방열플레이트(241)가 제1 지지대(210)에 설치되는 구조를 도시하고 설명하였으나, 온도 조절유닛(240)의 방열플레이트(241)가 제2 지지대(220)에 설치될 수도 있음은 자명하다.
이하에서는 또 다른 실시예에 따른 디몰더 장치(300)의 구조를 설명한다. 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 디몰더 장치(100)와 동일한 구조에 관한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디몰더 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디몰더 장치(300)는 기판을 지지하는 제1 지지대(310), 몰드를 지지하는 제2 지지대(320), 제2 지지대(320)를 상하방향으로 승강시키는 승강유닛(330), 제1 지지대(310)의 내측에 배치되고, 기판과 몰드가 서로 접촉된 상태에서 기판과 몰드를 분리시킬 수 있도록 제2 지지대(320)의 온도를 조절하기 위한 온도 조절유닛(340), 제1 지지대(310)를 회전시킬 수 있는 회전유닛(350) 및 온도 조절유닛(340)를 제어하는 프로세서(미도시)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디몰더 장치(300)는 온도 조절유닛(340)이 제2 지지대(320)의 온도만을 조절하도록 구성된다. 즉, 온도 조절유닛(340)이 제2 지지대(320)의 내부에만 설치되어, 기판 혹은 몰드의 열에너지를 흡수한다. 하기에서는, 온도 조절유닛(340)이 몰드의 열에너지를 흡수하는 경우를 예시적으로 설명한다.
온도 조절유닛(340)은 냉각파이프(342)를 포함하며, 냉각파이프(342)는 제2 지지대(320)의 열에너지를 흡수하여, 몰드를 냉각시킬 수 있다. 냉각파이프(342)가 제2 지지대(320)를 냉각시키고, 냉각된 제2 지지대(320)에 의해 몰드가 냉각되면서 몰드가 열수축될 수 있다. 몰드가 열수축되며 서로 접촉된 부분에 이형력(Release force)이 발생하게 되고, 몰드가 기판으로부터 안정적으로 분리될 수 있다.
이상에서는 온도 조절유닛(340)의 냉각파이프(342)가 제2 지지대(320)에 설치되는 구조를 도시하고 설명하였으나, 온도 조절유닛(340)의 냉각파이프(342)가 제1 지지대(310)에 설치될 수도 있음은 자명하다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 디몰딩 방법에 대해 설명한다. 디몰딩 방법을 설명함에 있어서, 상술한 일 실시예에 따른 디몰더 장치(100)를 이용하여 디몰딩 방법을 실시하는 경우를 예시적으로 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디몰딩 방법을 나타내는 플로우차트이고, 도 10은 디몰더 장치의 내부로 서로 결합된 기판과 몰드가 인입된 모습을 도시한 도면이고, 도 11은 제1 지지대와 제2 지지대가 각각 기판과 몰드를 흡착한 모습을 도시한 도면이고, 도 12는 온도 조절유닛이 기판과 몰드 사이에 틈새를 발생시키는 모습을 도시한 도면이고, 도 13은 제2 지지대가 틸팅되며 몰드를 기판으로부터 분리시키는 모습을 도시한 도면이고, 도 14는 제1 지지대가 회전된 모습을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5 및 도 9 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디몰딩 방법은 제1 지지대(110)와 제2 지지대(120) 사이에 서로 결합된 기판(W)과 몰드(M)를 배치(S110)시키고, 제1 지지대(110)로 기판(W)과 몰드(M) 중 어느 하나를 흡착하고, 제2 지지대(120)로 기판(W)과 몰드(M) 중 다른 하나를 흡착(S120)하고, 제1 지지대(110)와 제2 지지대(120) 중 어느 하나에 열에너지를 공급하고 제1 지지대(110)와 제2 지지대(120) 중 다른 하나로부터 열에너지를 흡수(S130)하고, 제1 지지대(110)와 제2 지지대(120) 중 어느 하나에서 기판(W)과 몰드(M) 중 어느 하나로 열을 전달하여 팽창시키고 제1 지지대(110)와 제2 지지대(120) 중 다른 하나에서 기판(W)과 몰드(M) 중 다른 하나의 열을 흡수하여 수축시키고, 기판과 몰드(M)를 서로 분리(S140)시키는 과정을 포함한다.
서로 결합된 상태의 기판(W)과 몰드(M)가 제2 지지대(120) 상에 안착된 상태(도 10 참조)에서, 승강기(131)가 구동되면 안착플레이트(132) 및 제2 지지대(120)가 상승된다. 제2 지지대(120)가 상승함에 따라, 제2 지지대(120) 상에 안착된 기판(W)과 몰드(M)가 상승한다.
제2 지지대(120)가 상승하는 과정에서, 기판(W)과 제1 지지대(110)가 접촉되기 전에, 스토퍼(133)가 커버플레이트(113)의 하부에 먼저 접촉된다. 스토퍼(133)가 커버플레이트(113)에 지지되며 제2 지지대(120)가 설정된 높이 이상으로 상승되는 것이 제한되고, 기판(W)이 제1 지지대(110)에 의해 가압되며 파손되는 현상이 억제 혹은 방지될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제2 지지대(120)가 설정된 높이에 배치되면 승강기(131)의 구동은 정지되고 기판(W)은 제1 지지대(110)에 흡착되고, 몰드(M)는 제2 지지대(120)에 흡착된다(S120).
도 12에 도시된 바와 같이, 기판(W)과 몰드(M)가 각각 제1 지지대(110) 및 제2 지지대(120)에 흡착된 상태에서 온도 조절유닛(140)이 구동되면, 제1 지지대(110)는 가열되고 및 제2 지지대(120)는 냉각된다.
이후, 가열된 제1 지지대(110)로부터 기판(W)으로 열이 전달되면 기판(W)이 열팽창되고, 냉각된 제2 지지대(120)에 의해 몰드(M)가 냉각되어 열수축되며, 몰드(M)와 기판(W) 사이에 발생된 이형력에 의해 몰드(M)와 기판(W)이 서로 분리된다.
이후, 승강기(131)가 다시 구동되면, 제2 지지대(120)가 하강하고, 기판(W)과 이격된 몰드(M)는 제2 지지대(120)와 함께 하측으로 이동된다. 이때, 기판(W)은 제1 흡착플레이트(112)에 의해 제1 지지대(110)에 지지된 상태이며, 몰드(M)는 제2 흡착플레이트(122)에 의해 제2 지지대(120)에 지지된 상태이다.
도 13을 참조하면, 승강기(131)의 하강 구동에 의해, 제2 지지대(120)가 하강되기 전, 각조절기(134)를 통해 몰드(M)를 기판(W)으로부터 분리시키는 과정이 진행될 수도 있다.
각조절기(134)에 의해 몰드(M)를 기판(W)으로부터 분리시키는 과정은 아래와 같다.
먼저, 구동 실린더(134db)의 구동력을 전달받아 레일(134da)이 회전되면. 레일(134da)에 결합된 이동부재(134e)가 폭방향을 기준으로, 수직부재(134a)에 인접하게 이동(즉, 도면상 우측으로 이동)한다.
이동부재(134e)가 이동하는 과정에서 이동부재(134e)의 이동에 연동하여, 링크부재(134c)의 양측은 각각 제1 피벗축(134ca) 및 제2 피벗축(134cb)을 중심으로 반시계 방향으로 회전되고, 링크부재(134c) 상에 결합된 수평부재(134b)가 반시계방향을 따라 틸팅된다.
수평부재(134b)가 반시계방향을 따라 틸팅되는 과정에서 몰드(M)의 일측(도면상 좌측)부터 먼저 기판(W)으로부터 박리될 수 있고, 이후 타측(도면상 우측)을 향하여 몰드(M)가 기판(W)으로부터 연속적으로 박리된다. 이와 같이, 몰드(M)가 기판(W)으로부터 연속적으로 분리(박리)되므로, 기판(W)에 손상이 발생되는 현상이 억제 혹은 방지될 수 있다.
도 14를 참조하면, 기판(W)과 분리된 몰드(M)가 승강기(131)의 구동에 의해 하강되고, 기판(W)은 제1 지지대(110)에 지지된 상태에서 회전유닛(150)의 구동에 의해 회전된다. 즉, 몰드(M)와 분리된 기판(W)은 그 전사된 면이 상측을 향하도록, 제1 지지대(110)와 함께 180° 회전된다. 회전유닛(150)의 구동에 의해, 기판(W)의 전사면이 상측을 향하게 되면, 리프트핀(미도시)이 상승하면서 기판(W)을 상승시키고, 리프트핀(미도시)에 의해 상승된 기판(W)은 메니퓰레이터(미도시)에 의해 그 하면(즉, 전사되지 않은 면)이 지지된 상태로 인출될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300: 디몰더 장치 110, 210, 310: 제1 지지대
120, 220, 320: 제2 지지대 130, 230, 330: 승강유닛
140, 240, 340: 온도 조절유닛 150, 250, 350: 회전유닛
W: 기판 M: 몰드

Claims (14)

  1. 기판을 지지하는 제1 지지대;
    몰드를 지지하는 제2 지지대;
    상기 제2 지지대를 상하방향으로 승강시키는 승강유닛; 및
    상기 제1 지지대 및 상기 제2 지지대 중 적어도 하나의 내측에 배치되고, 상기 기판과 상기 몰드가 서로 접촉된 상태에서 상기 기판과 상기 몰드를 분리시킬 수 있도록, 상기 제1 지지대 및 상기 제2 지지대를 서로 다른 온도로 조절하기 위한 온도 조절유닛;을 포함하고,
    상기 온도 조절유닛은, 상기 기판과 상기 몰드 중 어느 하나를 열팽창시키고 상기 기판과 상기 몰드 중 다른 하나를 열수축시키도록, 상기 어느 하나를 가열하고, 상기 다른 하나를 냉각시키고,
    상기 제1 지지대는, 제1 지지몸체와, 상기 제1 지지몸체의 하부에 설치되고 상기 기판에 진공 부압을 형성하는 제1 흡착플레이트와, 상기 제1 지지몸체의 상측에 배치되는 커버플레이트를 포함하고,
    상기 제2 지지대는, 제2 지지몸체와, 상기 제2 지지몸체의 하부에 설치되고 상기 몰드에 진공 부압을 형성하는 제2 흡착플레이트 및 제2 지지몸체의 하측에 배치되는 지지플레이트를 포함하는 디몰더 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도 조절유닛은,
    상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나의 내부에 설치되고, 상기 어느 하나를 가열하기 위한 방열플레이트;
    상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 다른 하나의 내부에 설치되고, 상기 다른 하나를 냉각하기 위한 냉각파이프; 및
    상기 방열플레이트와 상기 냉각파이프에 연결되고, 상기 방열플레이트와 상기 냉각파이프의 온도를 제어하기 위한 프로세서;를 포함하는 디몰더 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 방열플레이트는, 상기 제1 지지대의 흡착플레이트와 정렬되도록 배치되고,
    상기 냉각파이프는, 상기 제2 지지대의 흡착플레이트와 정렬되도록 배치되는 디몰더 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각파이프는,
    상기 제2 지지대에 삽입되고, 냉매가 유입되는 제1 냉각유로;
    상기 제1 냉각유로로부터 상기 제2 지지대에 대하여 수평하게 절곡되고, 상기 제2 지지대의 외측에서 내측을 향해 연장되는 제2 냉각유로;
    일단이 상기 제2 냉각유로에 연통되고, 상기 제2 냉각유로 사이에 배치되도록 상기 제2 지지대의 내측에서 외측을 향해 연장되는 제3 냉각유로; 및
    상기 제3 냉각유로에서 연장되고, 상기 제2 지지대의 외측으로 돌출되는 제4 냉각유로;를 포함하는 디몰더 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각파이프는,
    상기 제2 지지대의 중심부에 삽입되고, 냉매가 유입되는 유입배관;
    상기 유입배관을 중심으로 그 양측에 각각 배치되며, 냉매가 배출되는 제1 배출배관 및 제2 배출배관;
    그 일단이 상기 유입배관과 연통되고, 그 타단이 제1 배출배관과 연통되며, 상기 유입배관의 일측 방향으로 연장되어 상기 제2 지지대의 중심부에서 점차 바깥쪽으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 제1 이동유로; 및
    그 일단이 상기 유입배관과 연통되고, 그 타단이 제2 배출배관과 연통되며, 상기 유입배관의 타측 방향으로 연장되어 상기 제2 지지대의 중심부에서 점차 바깥쪽으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 제2 이동유로;를 포함하는 디몰더 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 이동유로와 상기 제2 이동유로는 각각 환형으로 형성되고, 각각 상기 유입배관을 기준으로 서로 대칭으로 배치되며,
    상기 제1 이동유로는, 상기 제2 지지대의 1/2 영역에 배치되고,
    상기 제2 이동유로는, 상기 제2 지지대의 나머지 1/2 영역에 배치되는 디몰더 장치.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 기판과 상기 몰드의 온도를 각각 감지하기 위한 감지센서;를 포함하고,
    기 설정된 온도들과 상기 감지센서에서 감지된 온도들을 비교하여 상기 방열플레이트와 상기 냉각파이프의 구동 종료 시점을 판단하고, 상기 방열플레이트와 상기 냉각파이프의 구동을 제어하는 디몰더 장치.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버플레이트는, 상기 제1 지지대의 복사열 방출을 차단할 수 있도록, 상기 제1 지지몸체와 접촉되는 부분이 탄소(C) 재질로 형성되고, 상기 제1 지지몸체의 내부에 설치되는 상기 온도 조절유닛의 일부의 면적보다 큰 면적을 가지는 디몰더 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 온도 조절유닛은, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나에 열에너지를 공급하여 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나의 온도를 25℃초과 내지 200℃미만의 온도로 유지시킬 수 있도록 구성되는 디몰더 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 온도 조절유닛은, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나로부터 열에너지를 흡수하여 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나의 온도를 -20℃초과 내지 25℃미만의 온도로 유지시킬 수 있도록 구성되는 디몰더 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 온도 조절유닛은, 상기 기판과 상기 몰드의 온도차를 10℃이상 내지 100℃이하로 유지시키도록 구성되는 디몰더 장치.
  14. 제1 지지몸체와, 상기 제1 지지몸체의 하부에 설치되고 기판에 진공 부압을 형성하는 제1 흡착플레이트와, 상기 제1 지지몸체의 상측에 배치되는 커버플레이트를 포함하는 제1 지지대와 제2 지지몸체와, 상기 제2 지지몸체의 하부에 설치되고 몰드에 진공 부압을 형성하는 제2 흡착플레이트 및 제2 지지몸체의 하측에 배치되는 지지플레이트를 포함하는 제2 지지대 사이에 서로 결합된 기판과 몰드를 배치시키고,
    상기 제1 지지대로 상기 기판과 상기 몰드 중 어느 하나를 흡착하고, 상기 제2 지지대로 상기 기판과 상기 몰드 중 다른 하나를 흡착하고,
    상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나에 열에너지를 공급하고, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 다른 하나로부터 열에너지를 흡수하고,
    상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 어느 하나에서 상기 기판과 상기 몰드 중 어느 하나로 열을 전달하여 팽창시키고, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 중 다른 하나에서 상기 기판과 상기 몰드 중 다른 하나의 열을 흡수하여 수축시키고, 상기 기판과 상기 몰드를 서로 분리시키는 디몰딩 방법.
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