KR20120033500A - 임프린트 장치 - Google Patents

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KR20120033500A
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Abstract

기판과, 스템프를 합착, 분리하면서 임프린트 작업을 간편하게 진행할 수 있는 임프린트 장치를 개시한다.
이러한 임프린트 장치는, 기판이 놓여지는 로딩면을 구비한 스테이지와, 임프린트면을 구비하고 상기 스테이지 위쪽에서 상기 임프린트면이 기판과 마주하는 상태로 배치되는 스템프와, 상기 스템프의 위쪽에서 상기 임프린트면의 뒷면 전체를 복수 개의 면으로 나눠서 각각 잡아줄 수 있도록 배치된 면상의 척부재들로 구성되는 분할고정부 그리고, 상기 분할고정부의 척부재들의 작동 상태를 각각 제어할 수 있도록 형성된 제어기로 구성되는 분할제어부를 포함한다.

Description

임프린트 장치{imprint apparatus}
본 발명은 평판표시소자용 기판의 임프린트(imprint) 작업에 사용하는 임프린트 장치에 관한 것이다.
평판표시소자용 기판의 제조 공정 중에는 임프린트 공정이 있으며, 이 임프린트 공정은 기판 측에 각종 기능성 패턴(예: 식각 및 비식각 영역)들을 임프린트 방식으로 형성하는 것이다.
이러한 임프린트 작업에는 평판형의 스템프(stamp)를 구비한 임프린트 장치가 사용되며, 이 임프린트 장치의 일반적인 구조를 간략하게 설명하면, 기판이 놓여지는 스테이지와, 이 스테이지 위쪽에서 기판과 대응하도록 배치되는 스템프 그리고, 이 스템프를 상기 기판과 합착 및 분리 가능하게 잡아줄 수 있도록 형성된 홀더부(진공흡착패드)를 포함하여 이루어진다.
즉, 상기 홀더부로 스템프를 잡아준 상태에서 상기 스테이지 측에 놓여진 기판과 스템프를 서로 합착하여 이 기판 측에 도포된 약액층(예: 에칭레지스트)을 임프린트 방식으로 직접 패터닝하는 것이다.
이와 같은 임프린트 작업 방식에 의하면, 특히 스템프와, 기판의 합착시 합착면 내부에 미세한 마이크로 버블(bubble)들이 발생하지 않는 상태로 합착 작업을 진행하는 것이 매우 중요하다.
하지만, 상기한 종래의 임프린트 장치들은, 대부분 홀더부로 스템프를 평탄하게 잡아준 상태에서 이 스템프의 임프린트면 전체를 단순하게 기판과 일괄 합착하는 구조에 한정되므로 임프린트 작업 중에 기판과 스템프의 합착면 사이에 마이크로 버블이 쉽게 발생할 수 있다.
이처럼, 일괄 합착시 마이크로 버블이 합착면에 쉽게 발생하는 것은, 기판과, 스템프의 전체면이 평탄한 상태로 한 번에 합착되어 이들 사이에 존재하는 기체가 외부로 원활하게 빠져 나가지 못하기 때문이다.
그러므로, 상기한 종래의 임프린트 장치로 임프린트 작업을 진행하면, 기판과 스템프의 합착면 사이에 발생한 마이크로 버블에 의해 과다한 불량품질이 발생하고, 이로 인하여 작업 수율이 현저하게 저하되는 문제가 있다.
특히, 이러한 문제들은 대면적(大面積) 기판과, 스템프를 합착할 때 더욱 심각하게 발생하는 것으로 알려져 있으므로 상기와 같이 합착면에 마이크로 버블이 발생하는 현상을 개선하지 않고는 소면적 기판은 물론이거니와, 대면적 기판의 임프린트 작업시 만족할 만한 작업성과 생산성을 기대하기 어렵다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은, 특히 기판과 스템프의 합착면 사이에 마이크로 버블이 발생하지 않는 상태로 임프린트 작업(합착)을 진행할 수 있도록 형성된 임프린트 장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,
기판이 놓여지는 로딩면을 구비한 스테이지;
임프린트면을 구비하고 상기 스테이지 위쪽에서 상기 임프린트면이 기판과 마주하는 상태로 배치되는 스템프;
상기 스템프의 위쪽에서 상기 임프린트면의 뒷면 전체를 복수 개의 면으로 나눠서 각각 잡아줄 수 있도록 배치된 면상의 척부재들로 구성되는 분할고정부;
상기 분할고정부의 척부재들의 작동 상태를 각각 제어할 수 있도록 형성된 제어기로 구성되는 분할제어부;
를 포함하는 임프린트 장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명은 특히, 스템프의 임프린트면 전체를 복수 개의 면으로 나눠서 각각 잡아줄 수 있도록 형성된 분할고정부(복수 개의 척부재)와, 이 분할고정부의 작동을 제어하기 위한 분할제어부(복수 개의 제어기)를 구비하고 있으므로 상기 척부재들을 이용하여 스템프의 임프린트면 전체를 복수 개로 나눠서 각각 개별적으로 고정 및 해제가 가능한 상태로 잡아줄 수 있다.
이와 같은 작용에 의하면, 예를 들어, 스템프의 임프린트면 일부가 기판과 먼저 접촉되고, 나머지 부분들이 점차 면(面) 접촉되면서 합착면 사이에 존재하는 기포가 외부로 원활하게 빠져나갈 수 있는 합착 상태(순차 합착)로 임프린트 작업을 진행할 수 있다.
그러므로, 본 발명은, 합착면 외부로 기포가 원활하게 배출될 수 있는 순차 합착 방식으로 기판과, 스템프의 합착이 가능하여 합착면 내부에 마이크로 버블이 발생하는 것을 억제 및 방지할 수 있는 상태로 임프린트 작업(합착)을 진행하여 임프린트 품질 및 작업 수율을 한층 높일 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치의 전체 및 세부 구조를 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치의 바람직한 작용을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른실시 예에 따른 임프린트 장치의 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위 내에서 설명된다.
따라서, 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있는 것이므로 본 발명의 특허청구범위는 아래에서 설명하는 실시 예들로 인하여 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치의 전체 및 세부 구조를 개략적으로 나타낸 도면들이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치의 바람직한 작용을 설명하기 위한 도면들로서, 부호 2는 스테이지를 지칭한다.
상기 스테이지(2)는 기판(G)이 평탄한 상태로 놓여질 수 있도록 형성된 로딩면(F)을 구비하고, 도 1에서와 같은 작업대(T) 상에서 상기 로딩면(F)이 위쪽을 향하는 상태로 평탄하게 배치될 수 있다.
상기 스테이지(2)는 기판(G)을 로딩 상태로 간편하게 고정하거나, 고정 상태를 해제할 수 있도록 예를 들어, 진공 흡착력으로 기판(G)을 분리 가능하게 잡아줄 수 있도록 형성하면 좋다.
그러면, 상기 스테이지(2) 상에서 기판(G)과, 후술하는 스템프(4)를 서로 합착하거나, 기판(G)으로부터 스템프(4)를 분리하는 작업을 진행할 때 상기 기판(G)이 움직이지 않도록 안정적인 상태로 잡아줄 수 있다.
이처럼, 상기 스테이지(2) 측에 놓여진 기판(G)을 진공 흡착력으로 분리 가능하게 잡아주는 구조는 해당 분야에서 평균적인 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.
상기 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치는, 상기 스테이지(2)와 대응하도록 배치되는 스템프(4)를 포함하여 이루어진다.
상기 스템프(4)는 기판(G) 사이즈와 대응하는 임프린트면(S1)을 구비하고, 도 1에서와 같이 상기 스테이지(2) 위쪽에서 상기 임프린트면(S1)이 기판(G)의 윗면(예: 약액층)과 마주하는 상태로 배치된다.
상기 스템프(4)는 상기 스테이지(2) 측에 놓여진 기판(G)의 윗면을 상기 임프린트면(S1)으로 눌러서 상기 기판(G) 측에 각종 기능성 패턴(예: 식각 및 비식각 영역)들을 임프린트(imprint) 방식으로 형성하기 위한 것이다.
한편, 상기 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치는, 상기 스템프(4)와 대응하는 분할고정부(6)를 포함하여 이루어진다.
상기 분할고정부(6)는, 특히 상기 스템프(4)의 임프린트면(S1) 전체를 적어도 두 군데 이상으로 나눠서 개별적으로 고정하거나, 고정 상태를 해제할 수 있도록 형성된 판상의 척부재(C, Chuck)들로 구성된다.
상기 척부재(C)들은 통상의 정전척(ESC)을 사용할 수 있으며, 상기 스템프(4)의 임프린트면(S1) 내에 복수 개가 배치된다.
상기 척부재(C)들은 예를 들어, 도 1에서와 같이 상기 스템프(4) 위쪽에 배치된 지지플레이트(P) 저면에 일면이 통상의 방법(예; 볼팅)으로 각각 고정되고, 도 2에서와 같이 상기 스템프(4)의 대향하는 가장자리(좌,우측) 사이를 평판 모양으로 연결하는 상태(배열)로 제공될 수 있다.
즉, 상기 척부재(C)들은 도 3에서와 같이 상기 스템프(4) 면적과 대응하도록 대략 바둑판 모양으로 배열할 수 있다. 그러면, 상기 스템프(4)의 임프린트면(S1) 반대면을 바둑판 모양으로 나눠서 각각 개별적으로 척킹(고정)할 수 있다.
상기 척부재(C)들은 상기 지지플레이트(P) 측에서 상기 스템프(4)의 윗면과 마주하도록 배치되며, 상기 지지플레이트(P)는 도면에는 나타내지 않았지만 스크류 잭이나 실린더와 같은 구동에 의해 상,하 방향으로 움직일 수 있도록 셋팅될 수 있다.
상기와 같이 판상의 정전척을 사용하는 척부재(C)들은, 신속한 작동 및 조작이 가능하고 특히 일반 진공흡착패드들과 비교하면, 상기 스템프(4)의 전체면을 복수 개로 나눠서 잡아줄 때 유휴(遊休) 면적이 발생하지 않는 평판 타입으로 배열이 가능하므로 한층 향상된 고정 안전성 및 정밀도(평탄도)를 확보할 수 있다.
상기 척부재(C)들은 상기한 배열 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만, 상기 스템프(4) 전체면을 적어도 두 군데 이상으로 나뉘서 각 지점들을 개별적으로 척킹할 수 있는 다양한 배열로 구성될 수 있다.
이러한 척부재(C)들의 구조 및 배열에 의하면, 예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 스템프(4)의 임프린트면(S1) 전체 중에서 일부가 기판(G)과 먼저 접촉된 후, 나머지 부분들이 기판(G)과 점차 면(面) 접촉을 이루는 상태로 합착되는 이른바, 순차 합착 방식으로 임프린트 작업(합착)을 진행할 수 있다.
상기한 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치는, 상기 분할고정부(6)와 대응하는 분할제어부(8)를 포함하여 이루어진다.
상기 분할제어부(8)는 스템프(4)의 순차 합착 동작이 가능하게 상기 분할고정부(6)의 척부재(C)들의 작동을 개별적으로 제어할 수 있도록 형성된다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 분할제어부(8)는 상기 척부재(C)들을 위치에 따라 적절하게 제어할 수 있는 제1 제어기(D1, 콘트롤러)와, 제2 제어기(D2, 콘트롤러)로 구성될 수 있으며, 이 제어기(D1, D2)들은 상기 척부재(C)들의 작동을 개별적으로 온/오프시킬 수 있도록 전기적으로 연결된다.
즉, 상기 제1 및 제2 제어기(D1, D2)들은 예를 들어, 통상의 온/오프 스위칭에 의해 상기 척부재(C)들 측에 인가되는 전기 공급을 제어할 수 있도록 셋팅된다.
이처럼, 제1 및 제2 제어기(D1, D2)의 스위칭 동작으로 상기 척부재(C)의 작동을 제어하는 전기적 연결 구조 및 방법은 해당분야에서 평균적인 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 상기 제1 및 제2 제어기(D1, D2)는 예를 들어, 스템프(4) 중에서 대향하는 가장자리 사이의 가운데 지점이 기판(G)과 대략 선(線) 접촉 상태로 먼저 합착된 다음, 가운데 지점의 양쪽을 향하여 점차 면(面) 접촉을 이루는 상태로 순차 합착되도록 상기 척부재(C)들의 작동을 제어할 수 있도록 셋팅할 수 있다.
즉, 상기 제1 제어기(D1)는 도 2를 기준으로 할 때 상기 척부재(C)들 중에서 스템프(4)의 대향하는 가장자리 사이의 가운데 부분과 대응하도록 배치된 척부재(C)들과 연결되고, 상기 제2 제어기(D2)는 스템프(4)의 대향하는 가장자리 부분들과 대응하는 지점에 배치된 척부재(C)들과 각각 연결될 수 있다.
상기한 분할고정부(6)와, 분할제어부(8)의 구조에 의하면, 상기 스템프(4)의 합착 동작을 적절하게 제어하면서 순차 합착 방식으로 합착 작업을 진행할 수 있다.
상기 척부재(C)들로 스템프(4)를 잡아준 상태에서 상기 제1 제어기(D1)를 이용하여 상기 스템프(4)의 대향하는 가장자리 사이의 가운데 부분과 대응하는 지점 배치된 척부재(C)들의 척킹 상태를 해제한다.
그러면, 도 3에서와 같이 상기 스템프(4)의 전체면 중에서 대향하는 가장자리 사이의 가운데 부분이 아래로 이동하여 대략 "U" 모양을 갖는 상태로 기판(G)과 합착된다.
그런 다음, 상기 제2 제어기(S2)로 상기 스템프(4)의 대향하는 가장자리 부분과 대응하도록 배치된 척부재(C)들의 척킹 상태를 해제한다.
그러면, 스템프(4)의 대향하는 가장자리 부분이 아래로 이동되면서 기판(G)과 합착된다. 이와 같은 합착 동작에 의하면, 상기 스템프(4)의 가운데 지점이 대략 선(線) 접촉 상태로 기판(G)과 먼저 합착된 후, 양쪽 가장자리 부분이 외측을 향하여 점차 면(面) 접촉을 이루면서 순차 합착될 수 있다.
이와 같은 순차 합착 방식은, 기판(G)과, 스펨프(4)의 합착 중에 합착면 사이에 존재하는 기체가 외부로 쉽게 배출될 수 있다.
그러므로 본 발명은 기판(G)과, 스템프(4)의 합착시 합착면 내부의 기포가 외부로 원활하게 배출되면서 합착면 내부에 마이크로 버블이 발생하는 것을 억제 및 방지할 수 있다.
상기에서는 스템프(4)의 가운데 지점이 대략 선(線) 접촉 상태로 합착된 후, 양쪽 가장자리 부분이 점차 외측을 향하여 면(面) 접촉을 이루는 상태로 순차 합착되는 것을 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 본 발명이 이러한 구조 및 작용에 한정되는 것은 아니다.
도 5 및 도 6은 상기 본 발명의 다른 일실시 예에 따른 임프린트 장치의 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면들이다.
본 실시 예는 상기한 실시 예와 비교할 때, 스템프(4)의 임프린트면(S1)이 일측에서 타측을 향하여 점차 면(面) 접촉을 이루는 상태로 순차 합착될 수 있도록 구성되는 차이점이 있다.
예를 들어, 도 5를 기준으로 할 때 상기 제1 제어기(D1)는 상기 척부재(C)들 중에서 스템프의 일측편(우측)과 대응하는 지점에 배치된 척부재(C)들과 연결되고, 제2 제어기(D2)는 상기 스템프(4)의 타측편(좌측) 지점과 대응하도록 배치된 척부재(C)들과 연결된 구조로 제공될 수 있다.
그러면, 상기 제1 제어기(D1) 및 제2 제어기(D2)로 상기 스템프(4)의 우측편과, 좌측편의 척킹 상태를 개별적으로 제어하면서 도 5 및 도 6에서와 같이 상기 스템프(4)의 전체면 중에서 우측편이 기판(G)과 먼저 합착된 후, 타측(좌측)을 향하여 점차 면(面) 접촉을 이루는 상태로 순차 합착되도록 할 수 있다.
이러한 순차 합착 방식은, 기판(G)과, 스펨프(4)의 합착시 합착면 사이에 존재하는 기체가 외부로 쉽게 배출될 수 있으므로 합착면 내부에 마이크로 버블이 발생하는 것을 억제 및 방지할 수 있다.
그리고, 상기한 실시 예들에서는 제1 및 제2 제어기(D1, D2)로 상기 척부재(C)들의 움직임을 제어하는 것을 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만, 본 발명이 이러한 구조에 한정되는 것은 아니며, 도면에는 나타내지 않았지만 적어도 두 개 이상의 제어기를 1조로 구성하여 요구되는 순차 합착 환경과 부합하도록 상기 척부재(C)들을 개별적으로 제어할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 특히 기판(G)과, 스템프(4)를 합착할 때 합착면 사이의 기체가 외부로 쉽게 빠져나갈 수 있도록 스템프(4)의 합착 동작(순차 합착)을 제어할 수 있으므로 합착 작업시 기판(G)과, 스템프(4)가 합착된 상태에서 기체에 의한 마이크로 버블의 발생을 억제하여 한층 향상된 합착 품질과 수율을 얻을 수 있다.
2: 스테이지 4: 스템프 6: 분할고정부
8: 분할제어부 G: 기판 C: 척부재
D1: 제1 제어기 D2: 제2 제어기

Claims (4)

  1. 기판이 놓여지는 로딩면을 구비한 스테이지;
    임프린트면을 구비하고 상기 스테이지 위쪽에서 상기 임프린트면이 기판과 마주하는 상태로 배치되는 스템프;
    상기 스템프의 위쪽에서 상기 임프린트면의 뒷면 전체를 복수 개의 면으로 나눠서 각각 잡아줄 수 있도록 배치된 면상의 척부재들로 구성되는 분할고정부;
    상기 분할고정부의 척부재들의 작동 상태를 각각 제어할 수 있도록 형성된 제어기로 구성되는 분할제어부;
    를 포함하는 임프린트 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분할고정부는,
    복수 개의 척부재들이 상기 스템프의 임프린트면의 대향하는 가장자리 사이를 평판 모양으로 연결하는 상태로 배열되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 척부재들은,
    면상의 고정부를 갖는 정전척(ESC)을 사용하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 분할제어부는,
    상기 척부재들의 작동을 제어하기 위한 복수 개의 제어기들로 구성되며, 이 제어기들의 스위칭 동작으로 전기를 공급하거나 차단하면서 상기 척부재들의 작동을 개별적으로 제어할 수 있도록 셋팅되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190051796A (ko) * 2017-11-06 2019-05-15 캐논 가부시끼가이샤 임프린트 장치 및 물품의 제조 방법

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