KR20100022818A

KR20100022818A - 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법

Info

Publication number: KR20100022818A
Application number: KR1020080081506A
Authority: KR
Inventors: 최정수
Original assignee: 주식회사 에이디피엔지니어링
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2010-03-03
Also published as: KR101027468B1

Abstract

본 발명은 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 미세패턴 형성장치는 스탬프에 형성된 미세패턴을 기판에 형성하기 위한 처리공간을 제공하는 챔버와, 상기 스탬프를 지지하여 상기 처리공간의 일측으로부터 상기 처리공간의 타측으로 왕복되는 스탬프 스테이지와, 상기 처리공간의 타측에 배치되며, 상기 기판을 지지하여 승강되는 기판 스테이지와, 상기 처리공간의 일측에 배치되며, 상기 처리공간의 일측으로부터 상기 처리공간의 타측으로 이송되는 상기 스탬프에 광경화성 수지를 도포하여 패턴막을 형성하는 도포부를 구비함으로써, 하나의 장비에서 미세패턴을 형성하기 위한 도포공정과, 가압공정과, 경화공정과, 분리공정을 모두 원활하게 수행할 수 있으며, 패턴막의 손상없이 스탬프와 기판을 안전하게 분리하여 양질의 미세패턴을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법{Apparatus for forming a nano-pattern and method for forming a nano-pattern }

본 발명은 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스탬프를 이용하여 기판에 미세패턴을 형성하는 하는 미세패턴 형성장치에 관한 것이다.

최근 들어 급속히 정보화 시대로 진입하면서, 디스플레이 장치의 소비도 증가하고 있다. 이러한 디스플레이 장치의 소비경향을 살펴보면, 기존의 CRT(Cathode-Ray Tube)는 부피가 크고, 무거운 단점이 있어서 사용하기 편리한 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel) 등의 평판 디스플레이의 수요가 급격히 늘어나고 있다.

평판 디스플레이의 제조 공정은 투명한 기판 위에 컬러 필터, 화소, 박막 트랜지스터(thin film transistor) 등을 형성하는 전극공정과, 배향처리를 한 기판을 접합하여 액정을 주입하는 패널 조립공정과, 액정 패널에 드라이버 IC, 기판, 백라 이트 등을 부착하게 되는 실장공정의 3가지 공정으로 구분할 수 있다.

이 중 핵심공정으로 분류되는 전극공정은 사진현상 기술을 이용하여, 패턴을 형성한다. 사진현상 기술에 의해 형성된 패턴의 정밀도는 사용하는 빛의 파장에 따라서 결정된다. 따라서 초기에는 눈에 보이는 파장의 빛(가시광선)을 사용했으나 곧 자외선을 사용하게 되었고, 최근에는 필요에 따라 전자빔을 사용해서 1㎛ 이하의 세밀한 패턴을 취급하고 있다.

그러나 사진현상 기술은 회로의 미세화가 진행됨에 따라 노광장비의 초기 투자비용의 증가하는 문제점이 발생되고, 사용되는 빛의 파장과 유사한 해상도를 갖는 마스크의 가격이 급등하는 문제가 발생되고 있다.

따라서 고비용의 사진현상 기술을 대체되는 기술로 스탬프를 이용한 미세패턴 형성 기술이 주목받고 있다. 스탬프를 이용한 미세패턴 형성 기술은 미세패턴이 형성될 패턴막을 기판에 미리 도포하여 제공하고, 스탬프와 기판을 접촉시켜 스탬프(또는, 기판)을 가압하는 가압공정과, 광경화성 수지에 미세패턴이 형성된 패턴막을 경화시키는 경화공정과, 스탬프와 기판을 분리시키는 분리공정의 3가지 공정에 의해 미세패턴을 형성한다. 이때, 패턴막을 경화하는 방법은 열경화 방법과, 자외선 경화 방법이 있다. 이 중 자외선 경화 방법은 패턴막을 자외선 광경화성 수지로 형성하고 가압공정 후 자외선을 조사하여 패턴막을 경화시킨다.

상술 한 바와 같은 스탬프를 이용한 미세패턴 형성 기술은 가압공정과, 경화공정과, 분리공정이 원활하게 이루어져아만 양질의 미세패턴을 얻을 수 있다. 특히, 패턴막의 경화 후 스탬프와 기판의 분리시, 스탬프와 기판 사이에 작용하는 마 찰력으로부터 스탬프와 기판을 안전하게 분리하는 기술은 미세패턴의 품질을 좌우할 수 있다.

이러한 기판과 스탬프를 안전하게 분리하는 기술은 기판이 점차 대형화 됨에 따라 더욱 절실히 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 미세패턴 형성을 위한 가압공정과, 경화공정과, 분리공정이 원활하게 수행하며, 기판과 스탬프를 안전하게 분리하도록 한 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법을 제공하는 데 있다.

미세패턴 형성장치는 스탬프에 형성된 미세패턴을 기판에 형성하기 위한 처리공간을 제공하는 챔버와, 상기 스탬프를 지지하여 상기 처리공간의 일측으로부터 상기 처리공간의 타측으로 왕복되는 스탬프 스테이지와, 상기 처리공간의 타측에 배치되며, 상기 기판을 지지하여 승강되는 기판 스테이지와, 상기 처리공간의 일측에 배치되며, 상기 처리공간의 일측으로부터 상기 처리공간의 타측으로 이송되는 상기 스탬프에 광경화성 수지를 도포하여 패턴막을 형성하는 도포부를 구비한다.

상기 미세패턴 형성장치는 상기 기판 스테이지에 지지되는 상기 기판의 주변부에 배치되며, 기체의 주입에 따라 팽창되는 가압부재를 구비할 수 있다.

상기 도포부는 상기 광경화성 수지의 공급경로를 제공하는 공급관과, 상기 공급관의 관로에 배치되며, 상기 공급관을 개폐시키는 개폐밸브와, 상기 공급관에 의해 공급되는 상기 광경화성 수지를 도포하는 슬릿형태의 노즐을 구비할 수 있다.

상기 도포부는 상기 노즐에 막대형상으로 결합되어, 상기 패턴막의 두께를 균일하게 하는 스크레이퍼를 더 구비할 수 있다.

상기 처리공간의 기체를 배기시키는 진공배기부를 더 구비하며, 상기 개폐밸브는 상기 처리공간의 진공형성에 따라 상기 공급관을 폐쇄시킬 수 있다.

상기 도포부는 상기 챔버의 일측 상부에 배치되며, 상기 노즐을 승강시키는 승강유닛을 더 구비할 수 있다.

상기 미세패턴 형성장치는 상기 기판 스테이지에 마련되며, 상기 기판 스테이지에 지지되는 상기 기판을 상기 기판 스테이지에 진공 흡착시키는 기판 진공척과, 상기 스탬프 스테이지에 마련되며, 상기 스탬프 스테이지에 지지되는 상기 스탬프를 상기 스탬프 스테이지에 진공 흡착시키는 스탬프 진공척을 더 구비할 수 있다.

상기 챔버의 타측 하부에 배치되며, 자외선을 조사하는 자외선 모듈을 더 구비하며, 상기 챔버는 타측 하부에 투과창이 형성되며, 상기 스탬프 진공척과 상기 스탬프는 투명한 재료로 이루어질 수 있다.

상기 미세패턴 형성장치는 상기 스탬프에 대한 상기 기판의 위치조절을 위해 상기 기판 스테이지에 접촉되며, 상기 기판 스테이지의 승강을 위해 상기 기판 스테이지에서 이격되는 것을 특징으로 하는 복수의 위치조절유닛을 더 구비할 수 있 다.

한편, 미세패턴 형성방법은 처리공간의 일측으로 기판을 반입하여, 상기 기판을 상기 처리공간의 타측 에 지지하는 기판 지지단계와, 상기 처리공간의 일측으로 스탬프를 반입하여, 상기 스탬프를 상기 처리공간의 일측에 지지하는 스탬프 지지단계와, 상기 스탬프를 상기 처리공간의 타측으로 이송시키며, 상기 스탬프 상에 상기 광경화성 수지를 도포하여 패턴막을 형성하는 광경화성 수지 도포단계와, 상기 광경화성 수지가 도포된 상기 스탬프를 상기 처리공간의 타측으로 이송시켜, 상기 기판과 대향되도록 지지하는 스탬프 이송단계와, 상기 기판을 하강시켜 상기 기판을 상기 스탬프에 접촉시키는 접촉단계와, 상기 광경화성 수지를 경화시키는 경화단계와, 상기 스탬프와 상기 광경화성 수지를 분리시키는 분리단계를 구비한다.

상기 분리단계는 서로 접촉된 상기 광경화성 수지와 상기 스탬프의 테두리부를 분리하는 제1 분리단계와, 서로 접촉된 상기 광경화성 수지과 상기 스탬프의 테두리부를 제외한 나머지 영역을 분리하는 제2 분리단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법은 하나의 장비에서 미세패턴을 형성하기 위한 도포공정과, 가압공정과, 경화공정과, 분리공정을 모두 원활하게 수행할 수 있으며, 경화성수지의 손상없이 스탬프와 기판을 안전하게 분리하여 양질의 미세패턴을 얻을 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시에에 따른 미세패턴 형성장치에 사용되는 스탬프 이송장치와 도포부를 나타낸 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 미세패턴 형성장치(100)는 챔버(110)와, 진공배기부(120)와, 스탬프 이송부(130)와, 도포부(140)와, 기판 스테이지(150)와, 가압부재(160)를 구비한다.

챔버(110)는 미세패턴을 형성하기 위한 처리공간(111)을 제공한다. 챔버(110)는 기판(10)과 스탬프(20)의 반입 또는, 반출을 위해 개폐 가능하도록 마련되는 것이 바람직하다. 따라서 챔버(110)는 일측에 도어(113)를 구비한다.

진공배기부(120)는 챔버(110)를 관통하여 처리공간(111)과 연통되는 배기관(121)과, 배기관(121)을 통해 처리공간(111)의 진공배기를 수행하는 진공펌프(미도시)을 구비한다. 진공배기부(120)는 밀폐된 처리공간(111)의 배기를 수행하여, 처리공간(111)의 진공을 형성한다.

스탬프 이송부(130)는 스탬프(20)를 지지하는 스탬프 스테이지(131)와, 챔버(110)의 일측으로부터 챔버(110)의 타측으로 연장되는 가이드레일(133)과, 가이드레일(133)과 나란한 축방향을 가지는 볼 스크류(135)와, 볼 스크류(135)를 회전 시키는 구동모터(137)를 구비한다. 스탬프 스테이지(131)는 가이드레일(133)에 레일 결합되며, 볼 스크류(135)에 나사 결합된다.

이러한 스탬프 이송부(130)는 도어(113)를 통해 처리공간(111)의 일측으로 반입되는 스탬프(20)를 처리공간(111)의 타측으로 직선 왕복 시킨다. 즉, 도어(113)를 통해 처리공간(111)의 일측으로 반입된 스탬프(20)는 스탬프 스테이지(131)에 의해 지지된다. 구동모터(137)는 스탬프(20)의 이송을 위해 볼 스크류(135)를 회전시키며, 스탬프 스테이지(131)는 가이드레일(133)을 따라 처리공간(111)의 일측으로부터 처리공간(111)의 타측으로 직선 왕복된다.

여기서, 스탬프 이송부(130)는 스탬프(20)를 처리공간(111)의 일측으로부터 타측으로 이송시키는 것으로 설명하고 있다. 하지만 스탬프 이송부(130)는 설명의 편의를 위해 명명된 명칭으로, 처리공간(111)의 일측으로 반입되는 기판(10)은 스탬프 이송부(130)에 의해 처리공간(111)의 타측으로 이송될 수 있다.

도포부(140)는 챔버(110)의 일측 상부에 배치된다. 도포부(140)는 광경화성 수지(S)의 공급경로를 제공하는 공급관(141)과, 공급관(141)의 관로에 배치되어, 공급관(141)을 개폐시키는 개폐밸브(143)와, 슬릿(slit)형태의 노즐(145)을 구비한다.

그리고 개폐밸브(143)는 광경화성 수지(S)의 도포시 공급관(141)을 개방 유지시키며, 처리공간(111)의 진공 형성에 따라 공급관(141)을 폐쇄시켜 광경화성 수지(S)가 노즐(145)을 통해 처리공간(111)으로 유입되는 것을 방지한다.

여기서, 광경화성 수지(S)는 자외선 광경화성 수지로, 일정 점도가 유지되는 액체상태로 공급되는 것이 바람직하다. 이러한 액체상태의 광경화성 수지(S)는 노즐(145)을 통해 처리공간(111)의 타측으로 이송되는 스탬프(20)로 도포된다. 이와 같이 광경화성 수지(S)가 스탬프(20) 상에 도포되어, 스탬프(20) 상에 패턴막(11)을 형성한다. 이때, 패턴막(11)의 두께는 스탬프 스테이지(131)에 지지되는 스탬프(20)와 노즐(145)의 이격거리에 따라 결정된다.

따라서 챔버(110)의 일측 상부는 제1 관통홀(115a)이 형성되며, 노즐(145)은 제1 관통홀(115a)의 내측에서 슬라이딩 가능하도록 마련된다. 그리고 도포부(140)는 노즐(145)을 승강시키는 노즐 승강유닛(147)을 구비한다. 노즐 승강유닛(147)은 챔버(110)의 일측 상부에 배치되며, 패턴막(11)의 두께에 따라 노즐(145)을 승강시켜 스탬프(20)와 노즐(145)의 이격거리를 조절한다. 이러한 노즐 승강유닛(147)은 유압실린더 또는, 공압실린더 중 어느 하나가 사용될 수 있다.

그리고 도포부(140)는 막대형상의 스크레이퍼(scraper)를 구비한다. 스크레이퍼(149)는 패턴막(11) 도포방향의 전방에 배치되어, 노즐(145)의 길이방향으로 노즐(145)에 결합된다. 이러한 스크레이퍼(149)는 설정된 경화성수지(11)의 두께 이상으로 도포되는 패턴막(11) 을 제거하며, 패턴막(11)이 평탄하게 도포되도록 한다.

한편, 챔버(110)는 타측 상부에 처리공간(111)의 외부로 관통하는 제2 관통홀(115b)이 형성된다. 기판 스테이지(150)는 제2 관통홀(115b)의 내측에 배치되며, 하단부가 처리공간(111)에 위치하고 상단부가 챔버(110)의 타측 상부에 위치하여, 슬라이딩 가능하도록 마련된다.

도시되지 않았지만, 미세패턴 형성장치(100)는 제1 관통홀(115a)과 제2 관통홀(115b)을 통해 처리공간(111)의 기밀이 새어나가는 것을 방지하기 위한 기밀부재를 각각 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 기밀부재는 노즐(145)과 기판 스테이지(150)의 승강이 용이하도록 벨로우즈(bellows)로 마련된다.

한편, 기판 스테이지(150)는 처리공간(111)의 타측으로 이송된 기판(10)을 부착 지지하기 위한 기판 척(151)을 구비한다. 기판 척(151)은 정전기력에 의해 기판(10)을 부착하는 정전척(ESC : Electro Static Chuck)으로 마련된다.

여기서, 스탬프(20)가 처리공간(111)의 타측으로 이송되고 기판 스테이지(150)가 하강되면, 기판(10)은 패턴막(11)에 접촉 및 가압된다. 이후 패턴막(11)을 경화한 후, 기판(10)과 스탬프(20)를 분리해야한다.

가압부재(160)는 튜브와 같은 형상으로 마련되어 기판 스테이지(150)에 지지되는 기판(10)의 주변부에 배치된다. 그리고 기판 스테이지(150)에는 가압부재(160)로 기체를 주입하기 위한 주입관(161)이 내장된다. 가압부재(160)는 기체의 주입에 따라 팽창될 수 있는 신축성 재료로 마련된다. 이러한 가압부재(160)는 기체가 주입됨에 따라 경화된 패턴막(11)과 스탬프(20)를 용이하게 분리할 수 있도록 한다.

즉, 패턴막(11)은 진공상태에서 스탬프(20)에 도포되고, 스탬프(20)의 미세패턴에 밀착되어 경화된 상태이다. 이러한 상태에서 패턴막(11)과 스탬프(20)의 접하는 면에 마찰력이 작용하여 패턴막(11)과 스탬프(20)의 분리하기가 곤란하며, 기판(10)과 스탬프(20)에 강한 흡착력을 제공하여 분리한다면 경화된 패턴막(11)이 파손될 수 있다.

하지만 가압부재(160)로 기체를 주입하여 가압부재(160)의 부피를 팽창시키면, 가압부재(160)는 스탬프 스테이지(131)의 테두리부를 가압한다. 이때, 스탬프 스테이지(131)는 가이드레일(133)에 레일 결합되어 있으므로, 기판 스테이지(150)측으로 반발력이 발생된다. 이에 따라 스탬프 스테이지(131)와 기판 스테이지(150)의 간격이 벌어지며, 스탬프(20)의 테두리부터 패턴막(11)과 스탬프(20)가 이격되기 시작한다. 이와 같이 가압부재(160)는 스탬프 스테이지(131)의 테두리부를 가압하여, 스탬프(20)와 패턴막(11)의 테두리부를 분리할 수 있도록 한다.

한편, 스탬프 스테이지(131)에는 스탬프(20)를 진공 흡착하는 스탬프 진공척(171)이 구비되며, 기판 스테이지(150)에는 기판(10)을 진공 흡착하는 기판 진공척(173)이 구비된다. 이러한 스탬프 진공척(171)과 기판 진공척(173)은 가압부재(160)에 기체가 주입되어 패턴막(11)과 스탬프(20)의 테두리부가 분리되기 전에 기판(10)과 스탬프(20)를 각각 진공 흡착하기 시작한다.

한편, 기판(10)과 스탬프(20)는 기판 정렬마크(미도시)와 스탬프 정렬마크(미도시)가 각각 형성되어 처리공간(111)으로 제공된다. 챔버(110)의 타측 하부에는 패턴막(11)을 경화시키기 위한 자외선 모듈(181)과 스탬프 정렬마크(미도시)와 기판 정렬마크(미도시)를 촬영하는 복수의 카메라(183)가 구비된다. 이에 따라 자외선이 투과되며 복수의 카메라(183)가 두 정렬마크(미도시)를 촬영할 있도록, 상술된 스탬프 진공척(171)과 스탬프(20)는 투명한 재료로 마련되며, 챔버(110)의 타측 하부에는 투과창(117)이 형성되는 것이 바람직하다.

챔버(110)의 타측 상부에는 복수의 위치조절유닛(190)이 구비된다. 위치조절유닛(190)은 수직 축을 가지는 복수의 캠(cam)과, 수평 직선 운동하는 복수의 액츄에이터(actuator) 중 어느 하나로 마련될 수 있다.

이러한 위치조절유닛(190)은 기판(10)과 패턴막(11)의 접합을 위한 기판 스테이지(150)의 하강 이전에 기판 스테이지(150)의 테두리부에 접촉되어, 스탬프(20)와 기판(10)의 정렬상태에 따라 기판 스테이지(150)를 평면 상으로 이동시킨다. 그리고 위치조절유닛(190)은 기판 스테이지(150)의 승강이 용이하도록 기판 스테이지(150)로부터 이격된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치의 작동에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도면을 참조하여 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성방법을 나타낸 순서도이고, 도 4, 5, 6, 7, 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세패턴 형성장치의 작동상태를 나타낸 작동도이다.

먼저 도 4를 참조하면, 기판(10)의 반입을 위해 도어(113)가 개방되고 챔버(110) 외부에 마련되는 이송장치(미도시)에 의해 기판(10)이 처리공간(111)으로 반입된다. 기판(10)은 스탬프 스테이지(131)에 안착된다. 스탬프 이송부(130)는 기판(10)을 처리공간(111)의 타측으로 이송하고, 기판 스테이지(150)는 하강한다. 기판(10)은 기판 척(151)에 부착되며, 기판 스테이지(150)는 상승한다.(단계;S11)

기판(10)이 처리공간(111)의 타측 상부에 지지되면, 이송장치(미도시)에 의 해 스탬프(20)가 처리공간(111)으로 반입된다. 스탬프(20)는 스탬프 스테이지(131)에 지지된다.(단계;S12)

이때, 도포부(140)는 패턴막(11)의 두께에 따라 노즐(145)을 승강시켜 스탬프(20)에 대한 노즐(145)의 이격거리를 조절한다. 그리고 개폐밸브(143)가 개방되어 공급관(141)을 통해 액체상태의 경화성수지 소스(S)가 공급된다.

경화성수지 소스(S)가 공급되고 노즐(145)을 통해 경화성수지 소스(S)가 스탬프 상에 도포되기 시작하면, 스탬프 이송부(130)는 스탬프(20)를 처리공간의 타측으로 이송시킨다. 따라서 스탬프(20) 상에 스탬프(20) 이송방향 전방으로부터 패턴막(11)이 도포되며, 스크레이퍼(149)는 패턴막(11)의 두께 이상으로 도포되는 패턴막(11)을 제거하며, 패턴막(11)이 평탄하게 도포되도록 한다.

이와 같이 스탬프(20)에 패턴막(11)이 도포됨으로써, 패턴막(11)에는 미세턴이 형성된다.(단계;S13)

이어서 도 6을 참조하면, 패턴막(11)이 도포된 스탬프(20)는 처리공간(111)의 타측으로 이송되어 기판(10)과 대향되도록 지지된다.(단계;S14) 스탬프(20)가 처리공간(111)의 타측으로 이송되어 기판(10)과 대향되면, 노즐(145)은 상승되고 개폐밸브(143)는 공급관(141)을 폐쇄시킨다. 공급관(141)이 폐쇄되면, 도어(113)가 폐쇄되어 처리공간(111)은 밀폐된다. 진공배기부(120)는 처리공간(111)을 배기시켜 처리공간(111)을 진공상태로 전환시킨다.

처리공간(111)이 진공상태로 전환되면, 기판 스테이지(150)는 하강된다. 이때 기판(10)과 패턴막(11)과의 이격거리는 2~4mm 사이를 유지하여, 기판(10)과 스 탬프(20)의 개략정렬이 수행된다. 즉, 카메라(183)는 투과창(117)을 통해 스탬프 정렬마크(미도시)와 기판 정렬마크(미도시)를 촬영한다. 두 정렬마크(미도시)의 촬영결과에 따라 위치조절유닛(190)은 기판 스테이지(150)를 평면 상으로 이동시켜 스탬프(20)에 대한 기판(10)의 위치를 조절한다.

스탬프(20)와 기판(10) 간 개략적인 정렬이 수행되면, 스탬프(20)와 기판(10) 간 미세정렬을 위해 기판 스테이지(150)가 하강된다. 이때, 기판(10)과 패턴막(11)의 이격거리는 5~15㎛를 유지한다. 카메라(183)는 투과창(117)을 통해 스탬프 정렬마크(미도시)와 기판 정렬마크(미도시)를 촬영한다. 두 정렬마크(미도시)의 촬영결과에 따라 위치조절유닛(190)은 기판 스테이지(150)를 평면 상으로 이동시켜 스탬프(20)에 대한 기판(10)의 위치를 조절한다.

스탬프(20)와 기판(10)의 정렬이 이루어지면, 기판 스테이지(150)가 하강된다. 이에 따라 기판(10)은 패턴막(11)에 접촉 및 가압된다.(단계;S15)

이어서 도 7을 참조하면, 자외선 모듈(181)은 자외선을 조사한다. 자외선은 투과창(117), 스탬프 진공척(171) 및 스탬프(20)를 투과하여 패턴막(11)에 전달된다. 패턴막(11)은 자외선 광경화성 수지(S)로 마련되므로, 자외선에 의해 경화된다. (단계;S16)

이와 같이 패턴막(11)은 경화되어 기판에 접합된다. 그리고 스탬프 진공척(171)과 기판 진공척(173)의 진공배기가 이루어진다. 따라서 기판(10)은 기판 스테이지(150)에 진공 흡착되고, 스탬프(20)는 스탬프 스테이지에 진공흡착된다.

이어서 도 8을 참조하면, 스탬프(20)와 기판(10)의 분리를 위해 가압부 재(160)로 기체가 주입된다. 기체가 주입됨에 따라 가압부재(160)는 팽창된다. 팽창되는 가압부재(160)는 스탬프 스테이지(131)의 테두리부에 접촉하여 스탬프 스테이지(131)의 테두리부를 가압한다. 스탬프 스테이지(131)는 가이드레일(133)에 레일 결합되어 있으므로, 기판 스테이지(150)측으로 반발력이 발생된다.

이어, 기판(10)과 스탬프(20)는 기판 진공척(173)과 스탬프 진공척(171)에 의해 기판 스테이지(150)와 스탬프 스테이지(131)에 각각 진공 흡착된 상태에서, 기판 스테이지(150)는 서서히 상승된다. 따라서 스탬프 스테이지(131)와 기판 스테이지(150)의 간격이 벌어지며, 스탬프(20)의 테두리부터 패턴막(11)과 스탬프(20)가 이격된다.(단계;S17)

이와 같이 스탬프(20)의 테두리부부터 패턴막(11)을 분리함으로써, 진공상태에서 스탬프(20)에 도포된 패턴막(11)과 스탬프(20)의 접하는 면에 작용하는 마찰력으로부터 패턴막(11)을 안전하게 분리할 수 있다.

상술한 바와 같은 미세패턴 형성장치(100) 및 미세패턴 형성방법은 하나의 장비에서 미세패턴을 형성하기 위한 가압공정과, 패턴막(11)의 경화공정과, 스탬프(20)와 기판(10)의 분리공정을 모두 원활하게 수행할 수 있다. 또한, 미세패턴 형성장치(100) 및 미세패턴 형성방법은 스탬프로부터 경화성수지을 안전하게 분리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치에 사용되는 스탬프 이송부와 도포부를 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성방법은 나타낸 순서도이다.

도 4, 5, 6, 7, 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세패턴 형성장치의 작동상태를 나타낸 작동도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100 : 미세패턴 형성장치 130 : 스탬프 이송부

140 : 도포부 150 : 기판 스테이지

160 : 가압부재

Claims

스탬프에 형성된 미세패턴을 기판에 형성하기 위한 처리공간을 제공하는 챔버와,

상기 스탬프를 지지하여 상기 처리공간의 일측으로부터 상기 처리공간의 타측으로 왕복되는 스탬프 스테이지와,

상기 처리공간의 타측에 배치되며, 상기 기판을 지지하여 승강되는 기판 스테이지와,

상기 처리공간의 일측에 배치되며, 상기 스탬프에 광경화성 수지를 도포하여 패턴막을 형성하는 도포부를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
제1 항에 있어서,

상기 기판 스테이지에 지지되는 상기 기판의 주변부에 배치되며, 기체의 주입에 따라 팽창되는 가압부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
제1 항에 있어서, 상기 도포부는

상기 광경화성 수지의 공급경로를 제공하는 공급관과,

상기 공급관의 관로에 배치되며, 상기 공급관을 개폐시키는 개폐밸브와,

상기 공급관에 의해 공급되는 상기 광경화성 수지를 도포하는 슬릿형태의 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
제3 항에 있어서, 상기 도포부는

상기 노즐에 막대형상으로 결합되어, 상기 패턴막의 두께를 균일하게 하는 스크레이퍼를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
제3 항에 있어서,

상기 처리공간의 기체를 배기시키는 진공배기부를 더 구비하며,

상기 개폐밸브는 상기 처리공간의 진공형성에 따라 상기 공급관을 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 미페패턴 형성장치.
제3 항에 있어서, 상기 도포부는

상기 챔버의 일측 상부에 배치되며, 상기 노즐을 승강시키는 승강유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
제1 항에 있어서,

상기 기판 스테이지에 마련되며, 상기 기판 스테이지에 지지되는 상기 기판을 상기 기판 스테이지에 진공 흡착시키는 기판 진공척과,

상기 스탬프 스테이지에 마련되며, 상기 스탬프 스테이지에 지지되는 상기 스탬프를 상기 스탬프 스테이지에 진공 흡착시키는 스탬프 진공척을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
제7 항에 있어서,

상기 챔버의 타측 하부에 배치되며, 자외선을 조사하는 자외선 모듈을 더 구비하며,

상기 챔버는 타측 하부에 투과창이 형성되며,

상기 스탬프 진공척과 상기 스탬프는 투명한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
제1 항에 있어서,

상기 스탬프에 대한 상기 기판의 위치조절을 위해 상기 기판 스테이지에 접촉되며,

상기 기판 스테이지의 승강을 위해 상기 기판 스테이지에서 이격되는 것을 특징으로 하는 복수의 위치조절유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
처리공간의 일측으로 기판을 반입하여, 상기 기판을 상기 처리공간의 타측 에 지지하는 기판 지지단계와,

상기 처리공간의 일측으로 스탬프를 반입하여, 상기 스탬프를 상기 처리공간의 일측에 지지하는 스탬프 지지단계와,

상기 스탬프를 상기 처리공간의 타측으로 이송시키며, 상기 스탬프 상에 상기 광경화성 수지를 도포하여 패턴막을 형성하는 광경화성 수지 도포단계와,

상기 광경화성 수지가 도포된 상기 스탬프를 상기 처리공간의 타측으로 이송시켜, 상기 기판과 대향되도록 지지하는 스탬프 이송단계와,

상기 기판을 하강시켜 상기 기판을 상기 스탬프에 접촉시키는 접촉단계와,

상기 광경화성 수지를 경화시키는 경화단계와,

상기 스탬프와 상기 광경화성 수지를 분리시키는 분리단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성방법.
제10 항에 있어서, 상기 분리단계는

서로 접촉된 상기 광경화성 수지와 상기 스탬프의 테두리부를 분리하는 제1 분리단계와,

서로 접촉된 상기 광경화성 수지과 상기 스탬프의 테두리부를 제외한 나머지 영역을 분리하는 제2 분리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성방법.