KR20100000234U

KR20100000234U - 미세 패턴 형성장치

Info

Publication number: KR20100000234U
Application number: KR2020080008701U
Authority: KR
Inventors: 양충모; 정창호; 양재영; 김덕수
Original assignee: 주식회사 디엠에스
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2010-01-07

Abstract

본 고안은 평판 인쇄공정에서 스탬프(Stamp)를 이용하여 임프린트(Imprint) 방식으로 기판상에 미세 패턴을 전사하는 미세 패턴 형성장치에 관한 것으로서, 일정한 밀폐 공간을 형성하는 챔버에 스탬프와 상기 스탬프에 대향되게 설치되어 상기 스탬프와 합착되는 기판을 로딩시키는 스테이지 및 상기 스테이지를 승강시키는 승강수단을 내설하고, 상기 기판의 레진층을 경화시키는 경화부 및 가스분사수단을 구비하되, 상기 가스분사수단은 상기 스탬프의 패턴이 보다 효과적으로 기판에 전사될 수 있도록 상기 스탬프의 상부면을 가압할 수 있게 가스를 분사하는 샤워헤드를 구비함으로써, 가스가 챔버 내에 신속하게 확산되어 스탬프의 상부면을 균일하게 가압할 수 있어 스탬프와 기판이 효과적으로 합착되는 것은 물론 패턴의 재현성이 극대화되어 전사 패턴의 불량을 최소화할 수 있고, 또한 가열된 가스가 공급되게 함으로써, 기판과 스탬프의 합착 및 분리가 원할하게 이루어질 수 있어 패턴의 손상이나 얼룩 등이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 스탬프의 수명을 연장시키고 챔버를 진공 상태로 전환시키기 위한 펌핑(Pumping) 시간 또한 단축되어 공정효율을 현저히 향상시킬 수 있는 미세 패턴 형성장치에 관한 것이다.

스탬프, 기판, 스테이지

Description

미세 패턴 형성장치{An apparatus for making micro pattern on substrate}

본 고안은 스탬프(Stamp)를 이용한 임프린트(Imprint) 방식의 평판 인쇄공정에 사용되는 미세 패턴 형성장치에 관한 것으로서, 스탬프의 상부가 균일하게 가압될 수 있게 스탬프 상부에 가열된 가스를 분사함으로써, 스탬프와 기판이 효과적으로 합착되어 전사 패턴의 불량이 최소화될 수 있게 하고, 또한 가열된 가스에 의해 기판과 스탬프의 합착 및 분리가 효율적으로 이루어질 수 있게 하여 패턴의 손상이나 얼룩 등이 발생되는 것을 방지함과 동시에 스탬프의 수명을 연장시킬 수 있을 뿐 아니라, 공정효율을 향상시킬 수 있는 미세 패턴 형성장치에 관한 것이다.

일반적으로 평판 디스플레이(FPD:Flat Panel Display) 장치인 플라즈마 표시소자(PDP:Plasma Display Panel)나 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display) 등에 사용되는 기판(Glass)은 평판 인쇄공정(In-plane printing), 식각(Etching), 박리(Stripping), 세정(Cleaning), 열처리(Thermal Treatment), 건조(Dry) 등과 같은 여러 처리 공정을 통해 제조되게 된다.

상기와 같은 여러 공정 중 평판 인쇄공정(In-plane printing)은 복잡한 포토 리소그래피(Photo Lithography) 공정 없이 기판상에 전사시키고자 하는 미세 패턴을 스탬프로 제작한 후, 스탬프로 기판을 가압 경화시켜 기판상에 패턴을 전사시키는 공정이다.

따라서 스탬프는 미세 패턴을 형성하는 고분자층이 백플랜글라스(Back-Plane Glass) 표면에 부착되어 있는 구조로서, 평판 인쇄공정(In-plane printing)에서 임프린트(Imprint) 방식으로 식각 및 비식각 영역을 간단하게 구분시킬 수 있을 뿐 아니라, 대면적의 기판상에 반복적으로 미세 패턴을 전사시킬 수 있게 되는 것이다.

이러한 임프린트(Imprint) 방식의 인쇄공정은 일정 공간을 형성하는 챔버(chamber) 내에서 이루어지게 되며, 일반적으로 챔버와 표면상에 미세 패턴이 형성된 스탬프, 상기 스탬프를 향하여 기판을 UP/DOWN 시켜 로딩하는 스테이지, 및 자외선 램프(U.V LAMP)를 이용하여 기판의 레진층을 경화시키는 경화부로 구성된 미세 패턴 형성장치에 의해 수행되어 지게 된다.

따라서 미세 패턴 형성장치는 기판상에 도포된 열가소성 폴리머(Polymer) 등과 같은 레진(Resin)층에 패턴이 각인될 수 있도록 스탬프와 기판을 합착시킨 후, 기판상에 자외선(UV:Ultra Violet)을 조사시켜 레진을 경화시킴으로써 기판상에 패턴이 형성되도록 하는 장치이다.

이하 종래의 미세 패턴 형성장치를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 미세 패턴 형성장치의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.

미세 패턴 형성장치는 챔버(101), 챔버(101)에 내설되는 스탬프(110)와 기 판(100)을 로딩시키는 스테이지(130), 스테이지(130)를 승강시키는 구동수단(140) 및 경화부(160)로 구성된다.

챔버(101)는 작업공간을 제공하게 되며, 가스흡입부(150)와 내부 가스를 강제 배출하여 진공 상태로 전환시키는 배기부(155)가 구비된다.

스탬프(110)는 하면에 패턴(115)이 형성되며, 스탬프홀더(120)에 의해 상,하로 이동 가능하게 설치되고, 구동수단(140)은 스테이지(130)를 승강시키는 역할을 하게 되며, 경화부(160)는 자외선을 조사하여 기판(100)에 전사된 패턴을 경화시키는 것으로서 스탬프(110) 상측에 구비된다.

따라서 기판(100)은 스테이지(130)의 상승에 의해 스탬프(110)와 합착된 후, 경화부(160)의 자외선에 의해 레진층이 경화되어 패턴이 형성되게 된다.

그러나 종래의 미세 패턴 형성장치는 다음과 같은 문제점들이 있었다.

첫째, 챔버의 일측에서 실온 상태의 CDA나 질소(N₂) 가스를 투입하여 충진시킨 상태에서 임프린트 공정을 수행함으로써, 스탬프가 투입된 가스에 의해 균일한 가압효과를 얻을 수 없어 기판과 스탬프의 합착 효율이 현저히 떨어지게 되고, 둘째, 실온 상태의 가스가 투입됨으로써, 기판상에 패턴이 전사된 후 경화된 레진으로부터 스탬프가 분리될 때 스탬프의 고분자층과 레진의 분리가 원할하지 못해 패턴이 손상되거나 얼룩 등이 발생되는 문제점이 있었으며, 셋째, 챔버를 진공으로 전환시키기 위한 펌핑(Pumping) 시간이 연장되어 공정효율이 저하되게 되며, 넷째, 효과적인 합착과 분리가 이루어지지 않아 스탬프의 수명이 단축될 뿐 아니라 패턴의 재현성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 챔버 내의 상측부에 가스를 분사하는 샤워헤드를 구비하여 가스가 신속하게 확산됨과 동시에 스탬프의 상부면에 균일한 압력을 부가할 수 있게 하여 스탬프와 기판이 효과적으로 합착되어 패턴의 재현성을 최대화할 수 있게 하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 샤워헤드를 통해 가열된 가스가 투입되게 함으로써, 기판과 스탬프의 합착 및 분리가 원할하게 이루어질 수 있게 하여 패턴의 손상이나 얼룩 등이 발생되는 것을 방지하고자 하는 데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 스탬프의 패턴 손상을 최소화하여 스탬프의 수명을 연장시키는 데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 챔버 내의 진공 조성을 위한 펌핑(Pumping) 시간을 단축시킬 수 있게 하여 공정효율을 향상시킬 수 있게 하는 데 있다.

본 고안은 외부와 격리될 수 있게 내측에 일정 공간이 형성되는 챔버와, 미세 패턴을 기판에 전사시킬 수 있게 상기 챔버에 내설되는 스탬프와, 상기 스탬프에 대향되게 설치되어 상기 스탬프와 합착되는 기판을 로딩시키는 스테이지와, 상기 스테이지를 승강시키는 승강수단과, 상기 기판에 자외선을 조사하여 기판의 레진층을 경화시키는 경화부, 및 상기 스탬프의 패턴이 보다 효과적으로 기판에 전사 될 수 있도록 상기 스탬프의 상부면을 가압할 수 있게 상기 챔버 내의 상측부에 설치되어 스탬프 상부면에 가스를 분사하는 가스분사수단을 포함하여 구성된다.

본 고안의 상기 가스분사수단은 외부로부터 가스가 투입될 수 있게 상기 챔버의 상부에 설치되는 가스투입관 및 상기 가스투입관과 연통되도록 하단부에 설치하되, 가스가 상기 스탬프 상부면에 분사될 수 있도록 다수개의 분사구가 배열 형성되는 샤워헤드를 포함하여 구성된다.

또 본 고안의 상기 샤워헤드의 분사구는 토출되는 가스가 상기 스탬프의 상부면 외주를 가압할 수 있도록 상기 스탬프의 상부면 외주에 대응되게 상기 샤워헤드의 하측면 둘레를 따라 다수개가 배열 형성되게 할 수도 있다.

또한 본 고안의 상기 샤워헤드는 토출되는 가스가 보다 효과적으로 확산될 수 있도록 상기 분사구로부터 각각 토출된 가스가 서로 충돌될 수 있게 인접된 두개의 분사구가 서로 대향되도록 일정 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

또, 본 고안의 상기 가스분사수단은 외부로부터 가스가 투입될 수 있게 상기 챔버에 설치되는 가스투입관 및 상기 가스투입관과 연통되도록 설치되는 가스분사관으로 구성하되, 상기 가스분사관은 토출되는 가스가 상기 스탬프의 상부면 외주를 가압할 수 있도록 상기 스탬프의 상부면 외주에 대응되게 형성되고, 하부에는 가스를 분사하는 다수개의 샤워노즐이 배열 설치될 수 있다.

한편 상기 가스투입관에는 투입되는 가스가 일정 온도로 가열될 수 있도록 가열수단이 더 구비될 수 있다.

이때 상기 가열수단은 상기 가스투입관의 외주를 따라 설치되는 히팅라인으 로 구성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 첫째, 가스가 샤워헤드를 통해 신속하게 확산되어 스탬프의 상부를 균일하게 가압시킬 수 있어 스탬프와 기판이 효과적으로 합착되게 함으로써, 패턴의 정밀도와 재현성을 최대화할 수 있어 기판의 품질을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

둘째, 샤워헤드에 의해 가열된 가스가 투입됨으로써, 기판과 스탬프의 합착 및 분리가 효율적으로 이루어질 수 있어 패턴의 손상이나 얼룩 등이 발생되는 것을 방지하여 전사되는 패턴의 불량을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

셋째, 스탬프의 수명을 연장시킬 수 있어 기판의 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 챔버 내의 진공 조성을 위한 펌핑(Pumping) 시간을 단축시킬 수 있어 공정시간 단축을 통해 공정효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하 본 고안에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 미세 패턴 형성장치의 개략적인 단면도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 고안의 샤워헤드의 일 실시예의 배면도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 본 고안은 챔버(1), 스탬프(10), 스테이지(30), 승강수 단(40), 경화부(60) 및 가스분사수단(50)으로 구성된다.

챔버(1)는 평판 인쇄공정이 진행되기 위한 밀폐 가능한 공간을 제공하는 것으로서, 외부와 격리될 수 있게 내측에 일정 공간이 형성되며, 일측에는 내부의 공기를 외부로 강제 배출하여 진공 상태를 조성할 수 있는 펌핑(Pumping)수단(도시하지 않음)이 구비된다.

챔버(1)는 상부가 개폐 가능하도록 설치될 수 있으며, 또한 측면에는 개폐 가능한 도어부(5)가 설치될 수도 있을 것이다.

한편 스탬프(10)는 미세 패턴을 형성하는 고분자층이 백플랜글라스(Back-Plane Glass) 표면에 부착되어 있는 구조로서, 임프린트(Imprint) 방식으로 기판(100)상의 식각 및 비식각 영역을 간단하게 구분시킬 수 있게 하는 것으로서, 기판(100)과 합착되어 기판(100) 표면에 형성된 레진층에 반복적으로 미세 패턴을 전사시키는 역할을 하게 된다.

스탬프(10)는 투명한 합성수지 원료(예:POLY DIMETHYLSILOXANE)를 통상의 방법으로 성형하여 식각 및 비식각 영역을 구분하기 위한 패턴(15)이 하측에 형성된 사각 패드 형태로 이루어진다.

이때 스탬프(10)는 챔버(1)에 내설되는 스탬프홀더(20)에 의해 일정 위치에 수평 상태로 고정 설치된다.

이때 스탬프홀더(20)는 스탬프(10)를 지지할 수 있게 일반적으로 설치되는 장치로서, 기판(100)과 스탬프(10)의 얼라인(Alignment)(정렬) 상태에서는 록킹되어 스탬프(10)가 고정될 수 있게 하고, 기판(100)과 스탬프(10)가 합착되는 시점에 서는 록킹이 해제되어 스탬프(10)가 상,하로 UP/DOWN이 가능하도록 지지하게 된다.

이때 스탬프홀더(20)는 일반적으로 스탬프(10)를 흡착시켜 고정시킬 수 있으며, 또는 통상의 정전척(Electrostatic Chuck)을 사용하여 고정시킬 수 있다.

일반적으로 정전척은 정전기를 발생시켜 정전기의 힘으로 피고정체를 고정하는 것으로서, 반도체 및 LCD 제조라인에서 웨이퍼나 글래스(기판)를 고정하는 데 통상적으로 사용된다.

한편 스테이지(30)는 기판(100)을 적정 위치에 로딩시키는 역할을 하는 것으로서, 기판(100)이 놓여지는 평판 형태의 기판지지플레이트(32)와 기판지지플레이트(32)의 하부를 지지하는 다수개의 지지대(35)로 구성된다.

기판지지플레이트(32)는 기판(100)을 안정적으로 고정시킬 수 있는 구조로 형성되며, 일반적으로 다수개의 흡착홀(도시하지 않음)이 구비된 흡착플레이트로 구성될 수 있다.

또한 지지대(35)는 승강수단(40)에 의해 상,하로 슬라이딩 가능하도록 챔버(1)의 하측부에 관통 설치되는 것으로서, 승강수단(40)에 의해 상하로 슬라이딩 되어 기판지지플레이트(32)를 적정 위치에 로딩시키게 된다.

한편 승강수단(40)은 베이스플레이트(42)와 이송스크류(45) 및 구동모터(46)로 구성된다.

베이스플레이트(42)는 지지대(35)의 하단부에 결합되어 지지대(35)를 상,하로 슬라이딩시켜 기판지지플레이트(32)를 승강시키는 것으로서, 하부에는 보스(43)가 돌출 형성된다.

이때 이송스크류(45)는 상부가 베이스플레이트(42)의 보스(43)에 나사 결합되고, 하부는 구동모터(46)에 결합된다.

따라서 승강수단(40)은 구동모터(46)의 구동력을 이용하여 이송스크류(45)를 회전시켜 베이스플레이트(42)가 이송스크류(45)의 축 방향을 따라 상,하로 승강되게 함으로써, 기판지지플레이트(32)가 베이스플레이트(42)에 연동되어 승강되게 하는 것이다.

승강수단(40)은 상기와 같은 스크류 방식으로 한정되는 것은 아니며, 실린더 구동 방식으로 구성될 수도 있을 것이다.

한편 경화부(60)는 스탬프(10)에 자외선(UV:Ultra Violet)을 조사하여 기판(100)과 스탬프(10)가 합착된 상태에서 기판(100)상의 레진층을 경화시켜 스탬프(10)의 패턴(15)이 기판(100)에 전사되게 하는 것으로서, 구동수단(61)과 자외선을 조사할 수 있는 자외선램프(65)로 구성된다.

구동수단(61)은 구동모터에 의해 회전 가능한 풀리 사이에 연결되어 스탬프(10)의 상부에서 횡 방향으로 배치될 수 있는 타이밍벨트(62)로 구성된다.

자외선램프(65)는 타이밍벨트(62) 일측에 고정 설치된다.

따라서 자외선램프(65)는 샤워헤드(55)에서 분사되는 가스와 간섭되지 않도록 스캔(Scan) 방식으로 구동됨으로써, 스탬프(10)의 상측에서 수평 이동하면서 자외선을 스탬프(10) 상부에 조사할 수 있게 된다.

경화부(60)는 챔버(1) 외부에 설치되거나 또는 독립적으로 구비될 수 있는 일반적인 자외선 조사장치로서, 챔버(1)의 상부를 개방하거나, 또는 도어부(5) 등 을 통해 자외선램프(65)가 스탬프(10) 상부에서 수평 이동될 수 있도록 설치된 후, 스캔 방식으로 자외선을 스탬프(10)에 조사하게 되는 것이다.

한편 가스분사수단(50)은 챔버(1)의 상부에 설치되는 것으로서 가스투입관(70)과 샤워헤드(55)로 구성된다.

가스분사수단(50)은 챔버(1) 내에 가스(예:질소, N₂)를 분사시킴으로써, 기판(100)과 스탬프(10)의 합착 및 분리시 불필요한 정전기 등의 발생을 억제하고, 또한 스탬프(10)의 상부면을 가압하여 스탬프(10)의 미세 패턴(15)이 보다 효과적으로 균일하게 기판(100)에 전사될 수 있게 하는 것이다.

가스투입관(70)은 챔버(1)의 상부에 설치되며, 외부의 가스공급부(도시하지 않음)와 연결되어 샤워헤드(55)에 가스를 투입시키는 것으로서, 개폐밸브(도시하지 않음)가 구비될 수 있다.

또한 가스투입관(70)에는 통과하는 가스가 일정 온도로 가열될 수 있게 가열수단(75)이 더 구비될 수 있다.

가열수단(75)은 가스투입관(70)의 외주를 따라 설치되는 다수의 히팅라인(열선)으로 구성되어 통과하는 가스를 가열시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 가스투입관(70) 자체에 열선이 내설될 수도 있을 것이다.

따라서 가열된 가스는 실온 상태보다 활성도가 높아 기판(100)과 스탬프(10)의 합착 및 분리 효율성을 향상시킬 뿐 아니라, 펌핑수단에 의해 보다 신속하게 외부로 배출되어 펌핑시간을 단축시킬 수 있게 된다.

한편 샤워헤드(55)는 스탬프(10)에 대응되게 형성되는 사각 평판 형태로서, 상단부에는 가스투입관(70)과 연통되도록 연결되는 투입구(52)가 형성되고, 내측부에는 투입구(52)와 연통되도록 일정 공간을 형성하는 버퍼부(56)가 형성되며, 버퍼부(56) 하부에는 도 2에 도시된 바와 같이, 스탬프(10)에 가스가 분사될 수 있게 다수개의 분사구(57)가 관통되어 배열 형성된다.

또한 샤워헤드(55)는 이에 한정되는 것은 아니며, 챔버(1) 상측면에 챔버(1)와 일체형으로 설치될 수도 있을 것이다.

즉, 챔버(1) 상측면에는 가스투입관(70)과 연결되는 관통공을 형성하고, 상기 관통공과 연통되어 가스를 분사시킬 수 있도록 챔버(1) 내부의 상측면에 분사구(57)가 형성된 샤워헤드(55)의 하판을 설치할 수 있을 것이다.

분사구(57)는 스탬프(10)의 면적에 대응하여 적정 개수로 배열되어 형성될 수 있을 것이다.

또한 분사구(57)는 수직 관통 형성될 수도 있으나, 토출되는 가스가 보다 신속하게 효과적으로 확산되어 스탬프(10)의 상부를 균일하게 가압할 수 있게 각 분사구(57)에서 토출되는 가스가 서로 충돌되도록 형성될 수 있다.

즉 도 2에 도시된 바와 같이, 분사구(57)는 두개의 분사구(57)로부터 각각 토출된 가스가 서로 충돌될 수 있게 인접된 두개의 분사구(57)가 서로 대향되도록 일정 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

따라서 가스는 분사구(57)로부터 화살표와 같이 토출됨과 동시에 서로 충돌되어 분산됨으로써, 보다 효과적으로 스탬프(10) 상부면에 확산되어 균일한 압력을 가할 수 있게 되는 것이다.

이하 본 고안의 미세 패턴 형성장치의 작동과정을 상세히 설명한다.

먼저 스테이지(30)의 기판지지플레이트(32)에 기판(100)이 로딩되면 제어부(도시하지 않음)에 의해 기판(100)과 스탬프(10)가 적정 위치에 얼라인(Alignment)(정렬) 되고, 펌핑수단은 챔버(1) 내부에 있는 가스와 공기 등을 배출시킴으로써, 챔버(1) 내부를 진공상태로 전환시키게 된다.

이와 같은 상태에서 승강수단(40)은 구동모터(46)를 구동하여 이송스크류(45)를 회동시켜 베이스플레이트(42)를 상승시키게 되고, 이에 연동되어 스테이지(30)의 기판지지플레이트(32) 또한 상승하게 된다.

따라서 기판(100)은 상승하여 스탬프(10)의 하면(패턴 형성면)에 밀착되면서 스탬프(10)를 밀어 올리게 되고, 이때 스탬프홀더(20)는 스탬프(10)의 록킹을 해제시켜 스탬프(10)가 상승 가능하도록 하게 된다.

또한 가스는 가스투입관(70)으로 투입되어 샤워헤드(55)의 분사구(57)를 통해 토출됨과 동시에 서로 충돌되면서 분산되어 챔버(1) 내부 전체로 신속하게 확산되게 되며, 분사압력에 의해 스탬프(10) 상부면 전체에 균일한 가압력을 부가하게 되는 것이다.

이때 가스는 가열수단(75)에 의해 일정 온도로 가열된 상태로 분사됨으로써, 보다 높은 활성도를 유지할 수 있어 스탬프(10)를 효과적으로 가압할 수 있게 되는 것이다.

따라서 스탬프(10)의 패턴(15)은 기판(100)상에 보다 정확하게 전사되게 된다.

또한 가스는 스탬프(10)의 패턴이 기판(100)에 전사된 후 스테이지(30)의 하강에 의해 기판(100)이 스탬프(10)로부터 분리될 때, 기판(100)과 스탬프(10)의 화학적 인력 등에 의한 정전기 등의 발생을 방지함으로써, 기판(100)과 스탬프(10)가 효과적으로 분리될 수 있게 하여 분리시 발생될 수 있는 스탬프(10)의 패턴의 손상을 방지함과 동시에 수명을 연장시키게 되는 것이다.

한편 경화부(60)는 기판(100)과 스탬프(10)가 합착된 후, 자외선램프(65)를 스탬프(10)의 상측부에서 횡 방향으로 수평 이동시키면서 스캔 방식으로 자외선을 조사하게 되어 기판(100)의 레진층을 경화시키게 된다.

기판(100)의 레진층의 경화가 완료된 후, 기판(100)이 하강하여 스탬프(10)로부터 분리되면, 스탬프홀더(20)는 스탬프(10)를 원위치에 고정시키게 되고, 스테이지(30)는 하강하여 기판(100)을 원위치에 복귀시키게 됨으로써, 인쇄공정은 마무리되게 된다.

이때 공정처리가 완료된 기판(100)은 챔버(1) 외부로 취출되고, 새로운 기판(100)이 스테이지(30)에 로딩되게 되며, 펌핑수단은 다음 공정 수행을 위해 챔버(1) 내에 존재하는 가스와 공기 등을 외부로 강제 배출시키게 되는 것이다.

이하 본 고안의 가스분사수단(50)의 다른 실시예를 도 4내지 도 7을 참조하여 설명한다.

가스분사수단(30)의 구성 외에는 본 고안의 상기 실시예와 동일하므로 변경된 구성에 대해서만 설명한다.

도 4는 본 고안의 샤워헤드(55a)의 다른 실시예의 배면도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 분사구(57a)는 스탬프(10)의 상부면 외주를 보다 효과적으로 가압할 수 있게 스탬프(10)의 상부면 외측부를 따라 위치하도록 샤워헤드(55a)의 하측면 둘레를 따라 이격되게 배열되어 관통 형성된다.

일반적으로 기판(100)과 스탬프(10)가 서로 합착될 때, 스탬프(10)의 중앙부보다 외주부의 합착율이 저하되기 때문에 기판(100)의 상부면 외주부의 전사 패턴에 불량이 발생될 우려가 높아 스탬프(10)의 외주부분이 보다 효과적으로 가압되도록 하는 것이 필요하다.

따라서 분사구(57a)가 샤워헤드(55a)의 하측면 둘레를 따라 형성되어 가스가 스탬프(10)의 상부면 외주부를 가압할 수 있게 함으로써, 기판(100)과 스탬프(10)의 완전한 합착을 유도할 수 있게 되는 것이다.

이때 분사구(57a)는 도 2에 도시된 바와 같이, 인접된 두개의 분사구(57a)가 서로 대향되도록 경사지게 형성될 수도 있을 것이다.

한편 도 5는 가스분사수단(80)의 다른 실시예의 부분 단면도를 나타낸 것이고, 도 6은 가스분사관(83)의 배면도를 나타낸 것이며, 도 7은 샤워노즐(85)의 단면도와 배면도를 나타낸 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안의 가스분사수단(80)은 가스투입관(70)과 가스분사관(83)으로 구성된다.

가스투입관(70)은 챔버(1)의 일측면에 설치되며, 외주에는 가열수단(75)이 구비되고, 가스분사관(83)의 일측면에 연통되도록 연결된다.

한편 가스분사관(83)은 사각 링 형상이며, 스탬프(10)의 상부면 둘레를 따라 챔버(1) 상측에 위치하도록 지지대(82)에 의해 고정 설치된다.

이때 가스분사관(83)의 하측면에는 일정 간격으로 이격되게 샤워노즐(85)이 설치된다.

샤워노즐(85)은 가스를 스탬프(10)의 상부면에 분사시키는 것으로서, 토출되는 가스가 보다 효과적으로 분산되어 토출될 수 있도록 도 7에 도시된 바와 같이, 하단부에 다수개의 토출구(88)가 형성되도록 중앙부에 분할돌기(86)가 설치된다.

분할돌기(86)는 지지대(87)에 의해 지지된다.

따라서 가스는 가스투입관(70)을 통해 가스분사관(83)으로 유입된 후, 다수개의 샤워노줄(85)을 통해 분사되게 되며, 이때 도 7에 도시된 화살표와 같이 다수개의 미세 토출구(88)를 통해 토출됨으로써, 용이하게 확산되어 스탬프(10)의 상부면 외주를 균일하게 가압할 수 있게 되는 것이다.

따라서 본 고안은 챔버(1) 내의 상측부에 구비된 가스분사수단(50,80)을 통해 가스가 신속하게 확산되어 스탬프(10)의 상부가 균일하게 가압될 수 있게 되어 스탬프(10)와 기판(100)이 효과적으로 합착되어 패턴(15)의 재현성을 최대화할 수 있게 되고, 또한 가열된 가스가 투입됨으로써, 기판(100)과 스탬프(10)의 합착 및 분리가 효율적으로 이루어지게 될 뿐 아니라, 스탬프(10)의 수명 연장은 물론 펌핑(Pumping) 시간을 단축시켜 공정효율 또한 증대시킬 수 있게 되는 것이다.

이상, 상기의 실시 예는 단지 설명의 편의를 위해 예시로서 설명한 것에 불과하므로 실용신안등록청구범위를 한정하는 것은 아니며, 본 고안에서 예시한 가스분사수단의 샤워헤드는 탄소나노튜브(CNT:carbon nano tube) 제조 장비나 플라즈마 화학 기상증착(PECVD:plasma enhanced chemical vapor deposition) 장비 또는 통상적인 반도체, 디스플레이 제조용 화학기상증착장비(CVD) 등에도 용이 적용이 가능하다.

도 1은 종래의 미세 패턴 형성장치의 개략적인 단면도,

도 2는 본 고안의 미세 패턴 형성장치의 단면도,

도 3은 본 고안의 샤워헤드의 배면도,

도 4는 본 고안의 샤워헤드의 다른 실시예의 배면도,

도 5는 본 고안의 가스분사수단의 다른 실시예의 부분단면도,

도 6은 도 5의 가스분사관의 배면도,

도 7은 도 6의 샤워노즐의 단면도 및 배면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1,101: 챔버 10,110 : 스탬프

15,115 : 패턴 20,120 : 스탬프홀더

30,130 : 스테이지 32 : 기판지지플레이트

35,82,87 : 지지대 40 : 승강수단

42 : 베이스플레이트 43 : 보스

45 : 이송스크류 46 : 구동모터

50,80 : 가스분사수단 52 : 투입구

55,55a : 샤워헤드 56 : 버퍼부

57,57a : 분사구 60,160 : 경화부

61 : 구동수단 62 : 타이밍벨트

65 : 자외선램프 70 : 가스투입관

75 : 가열수단 83 : 가스분사관

85 : 샤워노즐 86 : 분할돌기

88 : 토출구 140 : 구동수단

150 : 가스흡입부 155 :배기부

Claims

외부와 격리될 수 있게 내측에 일정 공간이 형성되는 챔버;

미세 패턴을 기판에 전사시킬 수 있게 상기 챔버에 내설되는 스탬프;

상기 스탬프에 대향되게 설치되어 상기 스탬프와 합착되는 기판을 로딩시키는 스테이지;

상기 스테이지를 승강시키는 승강수단;

상기 기판에 자외선을 조사하여 기판의 레진층을 경화시키는 경화부; 및

상기 스탬프의 패턴이 보다 효과적으로 기판에 전사될 수 있도록 상기 스탬프의 상부면을 가압할 수 있게 상기 챔버 내의 상측부에 설치되어 스탬프 상부면에 가스를 분사하는 가스분사수단;

을 포함하여 구성된 미세 패턴 형성장치.
제1항에 있어서,

상기 가스분사수단은,

외부로부터 가스가 투입될 수 있게 상기 챔버의 상부에 설치되는 가스투입관; 및

상기 가스투입관과 연통되도록 설치하되, 가스가 상기 스탬프 상부면에 분사될 수 있도록 다수개의 분사구가 배열 형성되는 샤워헤드;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 형성장치.
제2항에 있어서,

상기 샤워헤드의 분사구는 토출되는 가스가 상기 스탬프의 상부면 외주를 가압할 수 있도록 상기 스탬프의 상부면 외주에 대응되게 상기 샤워헤드의 하측면 둘레를 따라 다수개가 배열 형성되는 것을 특징을 하는 미세 패턴 형성장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 샤워헤드는 토출되는 가스가 확산될 수 있도록 상기 분사구로부터 각각 토출된 가스가 서로 충돌될 수 있게 인접된 두개의 분사구가 서로 대향되도록 일정 각도로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 형성장치.
제1항에 있어서,

상기 가스분사수단은,

외부로부터 가스가 투입될 수 있게 상기 챔버에 설치되는 가스투입관 및 상기 가스투입관과 연통되도록 설치되는 가스분사관으로 구성하되,

상기 가스분사관은 토출되는 가스가 상기 스탬프의 상부면 외주를 가압할 수 있도록 상기 스탬프의 상부면 외주에 대응되게 형성되고, 하부에는 가스를 분사하는 다수개의 샤워노즐이 배열 설치되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 형성장치.
제2항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가스투입관에는 투입되는 가스가 일정 온도로 가열될 수 있도록 가열수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 형성장치.
제6항에 있어서,

상기 가열수단은 상기 가스투입관의 외주를 따라 설치되는 히팅라인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 형성장치.