KR20120048393A - 임프린트 장치 - Google Patents

Abstract

기판과 스템프를 서로 합착, 분리하면서 임프린트 작업을 간편하게 진행할 수 있는 임프린트 장치를 개시한다.
이러한 임프린트 장치는, 약액이 도포된 기판이 놓여지는 스테이지와, 임프린트면을 구비하고 기판과 합착이 가능한 상태로 상기 스테이지 위쪽에 배치되는 스템프와, 상기 스테이지 또는, 스템프를 움직이면서 기판과, 스템프를 합착할 수 있도록 동력을 발생 및 전달할 수 있도록 형성된 구동부 그리고, 상기 기판과 스템프의 합착시 합착면 외부로 약액이 흘러나오는 것을 차단하거나 수용할 수 있도록 상기 기판 또는 스템프의 가장자리 측에 형성되는 차단돌기 또는 차단홈으로 구성되는 약액유출방지수단을 포함한다.

Description

임프린트 장치{substrate imprint apparatus}

본 발명은 평판표시소자용 기판의 임프린트(imprint) 작업을 간편하게 진행할 수 있는 임프린트 장치에 관한 것이다.

평판표시소자용 기판의 제조시 각종 기능성 패턴(예: 식각 및 비식각 영역)들을 형성하는 방법 중에는 임프린트(imprint) 작업 방식이 널리 알려져 있다.

이러한 임프린트 작업에는 주로 평판형의 스템프(stamp)와, 스테이지를 구비한 임프린트 장치가 사용된다.

즉, 상기 임프린트 장치를 이용한 임프린트 작업은, 약액이 도포된 기판이 상기 스테이지 위에 놓여진 상태에서 상기 스템프로 기판의 약액층을 임프린트 방식으로 눌러서 합착하고, 기판과 스템프가 합착된 상태로 경화(예: UV경화)한 다음, 기판으로부터 스템프의 합착 상태를 분리하는 방식으로 진행된다.

하지만, 상기와 같은 임프린트 장치를 이용한 임프린트 작업은, 기판과 스템프의 합착시 임프린트 압력에 의해 약액이 합착면 외부로 흘러나와서 여러 가지의 문제들을 야기할 수 있다.

예를 들어, 합착면 외부로 약액이 흘러나온 상태로 경화 작업을 진행하면, 기판과 스템프의 가장자리 측에서 약액이 돌출된 상태로 경화되면서 기판 또는, 스템프가 오염될 수 있다.

더욱이, 기판과 스템프의 가장자리 측에 돌출된 상태로 경화된 약액은, 기판과 스템프의 합착 상태를 분리할 때 특히 가장자리 측에 분리 저항력을 크게 발생하여 분리 작업에 많은 어려움이 따를 뿐만 아니라, 자칫 기판이나 스템프가 비정상으로 변형되거나 파손되는 현상을 초래할 수도 있다.

그리고, 기판과 스템프의 합착면 외부에 불균일하게 돌출된 상태로 경화된 약액들은 예를 들어, 기판에서 분리한 스템프를 임프린트 작업이 가능하게 재공급하기 위하여 위치를 정렬할 때 스템프의 가장자리 일부를 가려서 작업성을 저하시키는 한 요인이 될 수도 있다.

이러한 문제들은 대부분의 임프린트 장치들이 기판과, 스템프를 합착할 때 합착면 사이의 약액이 임프린트 압력에 의해 외부로 흘러나오는 현상을 방지할 수 있는 구조나 수단을 일체 구비하지 않은 상태로 임프린트 작업을 진행하기 때문이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은, 기판과, 스템프의 합착면 외부로 약액이 흘러나오는 것을 방지할 수 있는 상태로 임프린트 작업을 진행할 수 있는 임프린트 장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,

약액이 도포된 기판이 놓여지는 스테이지;

임프린트면을 구비하고 기판과 합착이 가능한 상태로 상기 스테이지 위쪽에 배치되는 스템프;

상기 스테이지 또는, 스템프를 움직이면서 기판과, 스템프를 합착할 수 있도록 동력을 발생 및 전달할 수 있도록 형성된 구동부;

상기 기판과 스템프의 합착시 합착면 외부로 약액이 흘러나오는 것을 차단하거나 수용할 수 있도록 상기 기판 또는 스템프의 가장자리 측에 형성되는 차단돌기 또는 차단홈으로 구성되는 약액유출방지수단;

을 포함하는 임프린트 장치를 제공한다.

이와 같은 본 발명은 임프린트(합착) 작업시 기판과, 스템프의 합착면 외부로 약액이 흘러나오는 것을 차단 또는 수용할 수 있도록 상기 기판 또는 스템프의 가장자리 측에 형성된 차단돌기 또는, 차단홈으로 구성되는 약액유출방지수단을 구비하고, 특히 상기 차단돌기 또는, 차단홈은 기판과 스템프의 합착면 가장자리 안쪽으로 약액을 가둘 수 있는 이른바 댐(dam) 역할이 가능한 구조를 갖도록 형성된다.

이러한 약액유출방지수단의 구조 및 작용에 의하면, 예를 들어, 기판과 스템프의 합착면 외부로 약액이 흘러나오는 것을 억제하거나 방지할 수 있는 수단을 일체 구비하지 않은 종래의 임프린트 장치들로 임프린트 작업을 진행할 때 기판 또는, 스템프의 가장자리에 약액이 비정상으로 고착되면서 발생할 수 있는 문제들을 간편하게 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치의 약액유출방지수단의 세부 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치의 약액유출방지수단의 다른 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 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치의 약액유출방지수단의 세부 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면들로서, 도면 부호 2는 스테이지를 지칭한다.

상기 스테이지(2)는 기판(G)이 평탄하게 놓여질 수 있도록 형성된 로딩면(F)을 구비한 판상의 형태로 이루어질 수 있다.

상기 스테이지(2)는 도 1에서와 같은 작업대(T) 상에서 상기 로딩면(F)이 위쪽을 향하는 상태로 평탄하게 배치될 수 있다.

그리고, 상기 기판(G)은 일면에는 약액(G1, 예: 에칭레지스트)이 도포되고, 이 약액(G1)의 도포층이 위쪽을 향하는 상태로 상기 스테이지(2)의 로딩면(F) 위에 놓여진다.

상기 스테이지(2)는 기판(G)을 로딩 상태로 간편하게 하게 고정하거나, 고정 상태를 해제할 수 있는 구조이면 좋다.

예를 들어, 상기 스테이지(2)의 로딩면(F)을 판상의 진공척(vacuum chuck, 또는 정전척)으로 구성할 수 있다. 그러면, 상기 스테이지(2) 상에서 기판(G)과, 후술하는 스템프(4)를 서로 합착하거나, 기판(G)에서 스템프(4)를 분리할 때 상기 기판(G)이 움직이지 않도록 안정적인 상태로 잡아줄 수 있다.

상기 스테이지(2) 위쪽에는 기판(G)과 대응하도록 스템프(4)가 배치된다.

상기 스템프(4)는 상기 스테이지(2) 측에 놓여진 기판(G)의 약액(G1) 층을 향하여 합착 및 분리되면서 상기 기판(G) 측에 각종 기능성 패턴(예: 식각 및 비식각 영역)들을 임프린트(imprint) 방식으로 눌러서 간편하게 패터닝할 수 있도록 형성된다.

상기 스템프(4)는 기판(G)과 대응하는 사이즈를 갖는 평판 타입으로 형성되며, 일면에는 임프린트면(S1)을 구비하고, 타면에는 백플레이트(미도시)가 부착된 통상의 구조로 이루어질 수 있다.

상기 스템프(4)는 임프린트면(S1)이 상기 스테이지(2) 상에 놓여진 기판(G)의 약액(G1) 층과 평행한 상태로 마주할 수 있도록 상기 스테이지(2) 위쪽에 배치된다.

도 1을 참조하면, 상기 스템프(4)는 상기 스테이지(2) 위쪽에서 별도의 홀더(H)들에 의해 고정될 수 있다.

상기 홀더(H)들은, 상기 스테이지(2) 위에 놓여진 기판(G)과 대응하도록 평탄한 상태로 상기 스템프(4)를 잡아주는 역할을 한다.

상기 홀더(H)들은 예를 들어, 통상의 진공 흡착패드(흡착기)를 사용할 수 있으며, 상기 스템프(4) 윗면(백플레이트)의 한 군데 이상의 지점을 진공 흡착력으로 간편하게 고정하여 평탄한 상태로 잡아주거나, 고정 상태를 해제할 수 있도록 작동된다.

상기 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치는, 상기 기판(G)과 스템프(4)의 합착 동작을 위한 동력을 발생 및 전달할 수 있도록 형성된 구동부(6)를 포함한다.

상기 구동부(6)는 예를 들어 통상의 스크류 잭(J1)를 구동원으로 사용할 수 있으며, 상기 스템프(4)를 잡아주는 홀더(H)들과 대응하도록 설치될 수 있다.

즉, 상기 스크류 잭(J1)은, 도 1에서와 같이 작업대(T)의 상부 측에 본체가 고정되어 스크류가 세워지도록 배치된 상태에서 이 스크류의 일단이 상기 홀더(H)들과 연결된 상태로 제공될 수 있다.

그러면, 상기 홀더(H)들로 스템프(4)를 잡아준 상태에서 상기 스크류 잭(J1)의 구동에 의해 상기 홀더(H)들을 상,하 방향으로 이동시켜서 상기 스템프(4)가 상기 스테이지(2) 위에 놓여진 기판(G)을 향하여 합착 가능하게 움직일 수 있도록 구동할 수 있다,

상기한 구동부(6)는 스크류 잭(J1) 이외에도 예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 통상의 실린더의 피스톤로드로 상기 홀더(H)들을 상,하 방향으로 이동시키면서 상기 기판(G)을 향하여 상기 스템프(4)를 합착 가능하게 움직일 수 있도록 구성될 수도 있다.

그리고, 상기에서는 기판(G)과, 스템프(4) 중에서 스템프(4)를 합착 가능하게 움직이는 것을 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만, 이 또한 본 발명이 상기한 구조에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만, 스크류 잭이나, 실린더를 이용하여 상기 스테이지(4)를 상,하 방향으로 이동시키면서 상기 스템프(4)를 향하여 기판(G)이 합착 가능하게 움직이는 구조로 셋팅될 수도 있다.

상기와 같이 스크류 잭(J1)이나, 실린더를 이용하여 홀더(H) 또는, 스테이지(2)를 이동시키면서 상기 스템프(4) 또는 기판(G)이 합착 가능하게 움직일 수 있도록 구동하는 구조는 해당 분야에서 평균적인 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

상기한 구조로 이루어지는 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치는, 상기 스테이지(2) 위에 놓여진 기판(G)을 향하여 상기 구동부(6)로 상기 스템프(4)를 움직이면서 임프린트 방식으로 기판(G)과, 스템프(4)를 간편하게 합착할 수 있다.

그런 다음, 상기 기판(G)과 스템프(4)가 서로 합착된 상태에서 도 1의 외장형 경화장치(U, 예: UV램프)를 이용하여 통상의 방법으로 경화작업을 진행하고, 기판(G)에서 스템프(4)를 분리하는 작업을 진행함으로서, 기판(G)의 약액(G1) 층에 각종 기능성패턴들을 임프린트 방식으로 간편하게 패터닝할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 임프린트 장치는, 약액유출방지수단(8)을 포함하여 이루어진다.

상기 약액유출방지수단(8)은, 기판(G)과, 스템프(4)의 합착시 상기 기판(G)의 약액(G1)이 임프린트 압력에 의해 합착면 외부로 흘러나오는 것을 방지할 수 있도록 형성된다.

특히, 상기 약액유출방지수단(8)은, 기판(G)과, 스템프(4)의 합착면 사이의 약액(G1)이 외부로 흘러나오지 않도록 가둘 수 있는 일종의 댐(DAM) 역할이 가능한 돌기 또는 홈 구조를 가지며 기판(G) 또는, 스템프(4) 측에 형성될 수 있다.

도 2 및 도 3은 상기 약액유출방지수단(8)의 세부 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면들이다.

상기 약액유출방지수단(8)은, 기판(G)의 외부면 중에서 약액(G1)이 도포되는 일면에 형성되는 차단돌기(D1)로 구성될 수 있다.

상기 차단돌기(D1)는, 도 2에서와 같이 기판(G)의 일면에서 약간 돌출된 상태로 가장자리를 따라 벽을 형성하는 상태로 제공될 수 있다.

상기 차단돌기(D1)는, 기판(G)의 일면에 돌출 상태로 형성할 때 약액(G1) 층의 높이와 동일하거나 약간 더 낮게 돌출된 상태로 형성하면 좋다. 만일 상기 차단돌기(D1)의 돌출 높이가 상기 약액(G1) 층 높이보다 더 높으면 기판(G)과, 스템프(4)를 합착할 때 이 스템프(4)의 임프린트면(S1)으로 약액(G1) 층의 전체면을 균일하게 누를 수 없는 상태가 될 수 있다.

상기 차단돌기(D1)는 특히 기판(G) 측에 약액(G1)을 도포하는 작업과 연계하여 간편하게 형성할 수 있다.

예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 기판(G)의 일면에 약액(G1)을 전면 도포한 다음, 가장자리와 대응하는 부분들만 상기 외장형 경화장치(U, 예: UV램프)로 경화시켜서 도 2에서와 같이 차단돌기(D1)를 형성할 수 있다.

이와 같이 기판(G) 측에 차단돌기(D1)를 형성하면, 도 3에서와 같이 기판(G)과, 스템프(4)를 합착하더라도, 합착면 내의 약액(G1)이 상기 차단돌기(D1)에 의해 외부로 흘러나오지 못하고 기판(G)과 스템프(4) 사이의 합착면 내에 가둬져서 안정적인 도포 상태를 유지할 수 있다.

그리고, 상기 차단돌기(D1)는 예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 기판(G) 측에 약액(G)을 전면 도포하기 전에 가장지리 부분만 부분 도포한 상태로 외장형 경화장치(U)로 경화시켜서 형성할 수도 있다.

특히, 상기와 같이 기판(G) 측에 차단돌기(D1)를 미리 형성한 상태로 임프린트 작업을 진행하면 기판(G)과, 스템프(4)를 합착한 상태로 경화한 다음, 기판(G)으로부터 스템프(4)를 분리할 때 이 스템프(4)의 가장자리 부분이 기판(G)에서 더욱 원활하게 분리할 수 있는 상태가 된다.

그러므로, 임프린트 작업 중에 합착 상태를 분리할 때 작업성을 한층 높일 수 있고, 합착면 사이의 경화된 약액(G1)에 의해 분리 저항력이 발생하면서 기판(G) 또는, 스템프(4)가 분리 작업 중에 비정상으로 변형되거나, 파손되는 현상을 최대한 줄일 수 있다.

상기에서는 UV램프로 구성되는 외장형 경화장치(U)로 약액(G1)을 경화시켜서 차단돌기(D1)들을 형성하는 것을 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만, 본 발명이 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 스테이지(2) 내측에 광케이블 또는 UV램프를 설치하여 형성한 내장형의 경화장치로 상기 스테이지(2) 측에 놓여진 기판(G)의 약액(G1)을 경화시키는 방식으로 차단돌기(D1)를 형성할 수도 있다.

도 4 및 도 5는 약액유출방지수단(8)의 다른 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면들이다. 본 실시 예에서는 약액유출방지수단(8)이 홈부로 구성되는 차이점이 있다.

즉, 상기 약액유출방지수단(8)은, 차단홈(D2)으로 구성되며, 이 차단홈(D2)은 상기 스템프(4) 일면의 가장자리와 대응하도록 형성된다.

상기 차단홈(D2)은 예를 들어, 도 4에서와 같이 상기 스템프(4)의 임프린트면(S1)에서 내부를 향하여 파여진 상태로 상기 임프린트면(S1)의 가장자리를 따라 연장 형성된 홈 구조로 제공될 수 있다.

그리고, 상기 차단홈(D2)은, 예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 마스터플레이트라 불리우는 스템프 성형용 몰드 내측에 성형원료를 부어서 상기 스템프(4)를 통상의 방법으로 성형할 때 상기와 같이 임프린트면(S1)의 가장자리 측에 일체로 성형하거나, 이외에도 스템프(4)의 성형 후 별도의 작업 공정(가공 작업)을 통해서 형성할 수도 있다.

이처럼 스템프(4) 측에 차단홈(D2)을 형성하는 방법은 해당 분야에서 평균적인 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

상기한 차단홈(D2)의 구조에 의하면, 도 5에서와 같이 기판(G)의 일면에 약액(G1)을 도포한 상태로 상기 기판(G)과, 스템프(4)를 합착할 때, 임프린트 압력에 의해 약액(G1)이 합착면 외측을 향하여 퍼지더라도 상기 차단홈(D2) 내부로 흘러들어가서 고이게 되므로 약액(G1)이 합착면 외부로 흘러나오는 현상을 방지할 수 있다.

그러므로, 본 발명은 특히, 기판(G)과, 스템프(4)의 합착시 약액(G1)이 합착면 내에 가둬지도록 일종의 댐 역할이 가능하게 작용하는 약액유출방지수단(8)을 구비하고 있으므로 합착 작업 중에 합착면 외부로 약액(G1)이 흘러나오면서 발생하는 문제들을 방지할 수 있는 안정적인 상태로 임프린트 작업을 간편하게 진행할 수 있다.

상기에서는 기판(G) 측에 차단돌기(D1)를 형성하고, 상기 스템프(4) 측에 차단홈(D2)을 형성하는 것을 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만, 본 발명이 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 기판(G) 측에 차단홈(D2)을 형성하고, 상기 스템프(4) 측에 차단돌기(D1)를 형성할 수도 있으며, 이러한 구조가 본 발명의 범주에 속하는 것은 당연하다.

2: 스테이지 4: 스템프 6: 구동부
8: 약액유출방지수단 G: 기판 G1: 약액
D1: 차단돌기 D2: 차단홈

Claims (5)

1. 약액이 도포된 기판이 놓여지는 스테이지;
   임프린트면을 구비하고 기판과 합착이 가능한 상태로 상기 스테이지 위쪽에 배치되는 스템프;
   상기 스테이지 또는, 스템프를 움직이면서 기판과, 스템프를 합착할 수 있도록 동력을 발생 및 전달할 수 있도록 형성된 구동부;
   상기 기판과 스템프의 합착시 합착면 외부로 약액이 흘러나오는 것을 차단하거나 수용할 수 있도록 상기 기판 또는 스템프의 가장자리 측에 형성되는 차단돌기 또는 차단홈으로 구성되는 약액유출방지수단;
   을 포함하는 임프린트 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 차단돌기는,
   기판의 외부면 중에서 약액 층이 도포되는 일면 상에 돌출된 상태로 가장자리를 따라 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
3. 청구항 1 또는, 청구항 2에 있어서,
   상기 차단돌기는,
   기판 측에 도포되는 약액을 부분 경화시켜서 형성하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 차단돌기는,
   기판 측에 도포되는 약액 층의 높이와 동일하거나 더 낮게 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 차단홈은,
   상기 스템프의 외부면 중에서 임프린트면 측에 파여진 상태로 이 임프린트면의 가장자리를 따라 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.

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