KR20160095232A - 나노 임프린트용 몰드 이형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나노 임프린트용 몰드 이형장치에 관한 것으로서, 상면에 피가공물이 안착된 지지테이블과, 상기 지지테이블의 일측에 설치되고, 상기 몰드의 일단부를 파지하여 고정하는 클램프유닛과, 상기 지지테이블의 일측에 이동가능하게 설치되고, 일측이 상기 몰드의 타단부를 파지하는 파지수단과, 상기 지지테이블의 일측에 설치되고, 일측이 상기 파지수단의 일측에 연결되어 상기 파지수단을 미리 설정된 각도로 회전하는 회전수단과, 일측에 상기 회전수단의 일측이 결합되고, 상기 회전수단을 일방향으로 이송하여 상기 파지수단이 상기 회전수단과 동반하여 이동되도록 하는 이송유닛 및 상기 지지테이블의 일측에 설치되고, 상기 파지수단이 일방향으로 이송되는 경우 상기 몰드의 상면 일측을 지지하면서 상기 파지수단과 동일한 방향으로 이동하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 몰드 이형장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 피대상물에 패턴 형성 후 몰드가 자동으로 이형되도록 하고, 몰드가 균일하게 이형되도록 하면서도 몰드의 이형각도가 일정각도로 유지되도록 함으로써 몰드 이형작업의 작업성을 크게 향상시킬 수 있으면서도 몰드의 이형작업에 따른 가공불량을 크게 저하시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

나노 임프린트용 몰드 이형장치{Mold removal apparatus for nano imprint}

본 발명은 나노 임프린트용 몰드 이형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 몰드 이형작업이 자동으로 이루어지도록 하여 몰드 이형작업의 작업성을 크게 향상시킬 수 있으면서도 몰드의 이형작업에 따른 가공불량을 크게 저하시킬 수 있는 나노 임프린트용 몰드 이형장치에 관한 것이다.

최근 반도체 디바이스 및 디스크리트 트랙 미디어(DTM) 또는 비트 패턴드 미디어(BPM) 등의 자기 기록 매체등을 제조하는 경우 피가공물 상에 도포된 레지스트에 나노 임프린트를 행하는 패턴 전사 기술의 이용되고 있다.

여기서 나노 임프린트는 광디스크 제작에서 잘 알려져 있는 엠보싱 기술을 응용하여 발전시킨 것으로서, 보다 상세하게는 요철 패턴이 형성된 몰드로 피가공물 상에 도포된 레지스트를 압박하여 레지스트를 역학적으로 변형 또는 유동시킴으로써 미세패턴을 정밀하게 전사하는 기술이다.

이러한 나노 임프린트는 몰드를 한번 제작하면 나노 레벨의 미세 구조를 간단하게 반복해서 성형할 수 있기 때문에 경제적임과 아울러 유해한 폐기물 및 배출물이 적은 전사기술이기 때문에 최근 다양한 분야에 이용되고 있다.

도1은 종래의 나노 임프린트를 이용한 미세패턴 전사방법을 순서대로 도시한 순서도이다.

도1에서 보는 바와 같이 종래의 나노 임프린트법은 피가공물 상에 스핀 코트 등에 의해서 균일하게 레지스트를 도포하여 레지스트 막을 성막한 상태에서 가압챔버와 피대상물 사이에 요철패턴이 형성된 몰드를 배치하고, 가압챔버를 통해 몰드가 레지스트를 압박하도록 함으로써 미세패턴이 정밀하게 전사되도록 한 후 피대상물로부터 몰드를 이형하여 작업을 완료한다.

그러나, 종래의 나노 임프린트법은 몰드를 통해 미세패턴을 전사한 이후 몰드를 피대상물로부터 이형하는 작업이 작업자에 의해 수작업으로 이루어지면서 작업성이 크게 낮은 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 종래의 나노 임프린트법은 작업자가 몰드를 피대상물로부터 이형하기 위해 몰드의 일측을 파지한 상태에서 몰드를 일방향으로 말아가면서 이형하게 되는데, 이때 몰드의 이형각도가 커지면서 몰드에 형성된 요철패턴이 피대상물에 형성된 전사패턴에 간섭됨에 따라 가공 불량률이 크게 상승하는 문제점이 발생되었다.

또한, 종래의 나노 임프린트법은 앞서 설명한 바와 같이 몰드 이형시 작업자가 임의로 몰드의 일측을 말아가면서 이형함으로써 몰드가 전체적으로 균일하게 이형되지 않아 몰드의 이형각도가 불균일하게 되고, 이에 따라 가공 불량률이 보다 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 몰드 이형작업이 자동으로 이루어지도록 하여 몰드 이형작업의 작업성을 크게 향상시킬 수 있으면서도 몰드의 이형작업에 따른 가공불량을 크게 저하시킬 수 있는 나노 임프린트용 몰드 이형장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 피가공물 상에 도포된 레지스트를 압박하여 상기 피가공물에 미세패턴을 전사하는 몰드를 상기 피가공물로부터 이형하기 위한 나노 임프린트용 몰드 이형장치에 있어서, 상면에 피가공물이 안착된 지지테이블과, 상기 지지테이블의 일측에 설치되고, 상기 몰드의 일단부를 파지하여 고정하는 클램프유닛과, 상기 지지테이블의 일측에 이동가능하게 설치되고, 일측이 상기 몰드의 타단부를 파지하는 파지수단과, 상기 지지테이블의 일측에 설치되고, 일측이 상기 파지수단의 일측에 연결되어 상기 파지수단을 미리 설정된 각도로 회전하는 회전수단과, 일측에 상기 회전수단의 일측이 결합되고, 상기 회전수단을 일방향으로 이송하여 상기 파지수단이 상기 회전수단과 동반하여 이동되도록 하는 이송유닛 및 상기 지지테이블의 일측에 설치되고, 상기 파지수단이 일방향으로 이송되는 경우 상기 몰드의 상면 일측을 지지하면서 상기 파지수단과 동일한 방향으로 이동하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 몰드 이형장치를 제공한다.

그리고, 상기 지지부는 상기 지지테이블의 일측에 일방향으로 이동가능하게 설치되는 지지대 및 상기 지지플레이트의 일측에 원주방향으로 회전가능하게 결합되고, 상기 몰드의 상면을 지지하는 지지롤러를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지부는 상기 지지대의 일측에 설치되고, 일측이 상기 지지롤러에 연결되어 상기 지지롤러에 상하방향으로 이동력을 제공하는 상하이동력제공수단을 더 포함할 수 있다.

아울러, 상기 회전수단은 상기 몰드가 상기 피대상면으로부터 탈거되는 이형각도가 15 ~ 60°가 되도록 상기 파지수단을 회전시키는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 피대상물에 패턴 형성 후 몰드가 자동으로 이형되도록 하고, 몰드가 균일하게 이형되도록 하면서도 몰드의 이형각도가 일정각도로 유지되도록 함으로써 몰드 이형작업의 작업성을 크게 향상시킬 수 있으면서도 몰드의 이형작업에 따른 가공불량을 크게 저하시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래의 나노 임프린트를 이용한 미세패턴 전사방법을 순서대로 도시한 순서도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 나노 임프린트용 몰드 이형장치의 측면도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 나노 임프린용 몰드 이형장치의 평면도,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전링크가 회전되는 상태를 도시한 도면,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 지지롤러가 하방으로 이동되는 상태를 도시한 도면,
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 지지플레이트 및 지지롤러가 일방향으로 이동되는 상태를 도시한 도면.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 나노 임프린트용 몰드 이형장치의 측면도이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 나노 임프린용 몰드 이형장치의 평면도이다.

도2 내지 도3에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 나노 임프린트용 몰드 이형장치(1)는 지지테이블(10)과, 클램프유닛(20)과, 파지수단(30)과, 회전수단(40)과, 이송유닛(50) 및 지지부(60)를 포함하여 구성된다.

지지테이블(10)은 대략 테이블 형상으로 형성되고, 상면에 피대상물이 안착되는 안착면(11)이 형성되는 것으로서, 피대상물에 미세패턴을 전사함과 아울러 피대상물로부터 몰드를 이형할 수 있도록 피대상물을 지지하는 역할을 한다.

클램프유닛(20)은 지지테이블(10)의 일측에 고정설치되는 베이스(21)와, 베이스(21)의 일측에 이동가능하게 설치되고 몰드의 일단부 일측을 가압하여 고정하는 고정블럭(22)을 포함하고, 몰드의 일측을 지지하여 피대상물에 미세패턴을 전사하거나 피대상물로부터 몰드를 이형할수 있도록 하는 역할을 한다.

여기서 고정블럭(22)은 일측이 공압실린더의 실린더 로드에 연결되고, 공압실린더로부터 이동력을 제공받아 피대상물 상면에 배치되는 몰드의 일측을 가압하여 고정하게 된다.

아울러, 본 발명의 일실시예에서는 고정블럭(22)이 공압실린더에 의해 이동되는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 고정블럭(22)을 이동시킬 수 있는 구조이면 어느 것이든 적용이 가능하다.

파지수단(30)은 지지테이블(10)의 일측 중 몰드의 타단부와 대응되는 일측에 배치되는 지지플레이트(31)와, 지지플레이트(31)의 일측에 이동가능하게 설치되고 몰드의 타단부 일측을 가압하여 지지하는 파지블럭(32)을 포함하여 구성되며, 몰드의 타단부를 파지한 상태에서 후술하는 이송유닛(50)에 의해 일방향으로 이동되면서 몰드를 피대상물로부터 이형하는 역할을 한다.

지지플레이트(31)는 양측단부에 각각 후술하는 한 쌍의 회전수단(40)이 결합되고, 회전수단(40)에 의해 미리 설정된 각도로 회전된 상태에서 이송유닛(50)에 의해 일방향으로 이송하면서 몰드가 피대상물로부터 이형되도록 하는 역할을 한다.

파지블럭(32)은 대략 블럭형상으로 형성되고, 지지플레이트(31)의 일측에 이동가능하게 설치되며, 몰드의 타단부 일측을 가압하여 지지플레이트(31)가 이동되면서 몰드가 피대상물로부터 이형되도록 하는 역할을 한다.

회전수단(40)은 지지테이블(10)의 일측에 몰드의 이형방향으로 이동가능하게 설치되는 회전력제공수단(41)과, 일측이 회전력제공수단(41)의 일측에 결합되고 타측이 지지플레이트(31)의 일측에 연결되는 회전링크(42)를 포함하여 구성되며, 지지플레이트(31)를 미리 설정된 각도만큼 회전시켜 몰드의 이형각도를 설정하는 역할을 한다.

여기서, 회전력제공수단(41)은 회전링크(42)에 회전력을 제공하는 역할을 하는 것으로서, 일반적인 모터가 사용될 수 있는데, 회전각도를 정확하게 제어하기 위해서 스텝모터(63a)가 사용되는 것이 바람직하다.

회전링크(42)는 앞서 설명한 바와 같이 지지플레이트(31)의 일측에 연결되고, 회전력제공수단(41)으로부터 회전력이 제공받아 미리 설정된 각도만큼 회전하여 지지플레이트(31)가 동반하여 회전되도록 함으로써 몰드가 일정한 이형각도를 유지하면서 이형되도록 하는 역할을 한다.

여기서 회전링크(42)는 몰드가 피대상물로부터 탈거되는 이형각도가 15° ~ 60°가 되도록 지지플레이트(31)를 회전시키도록 하는 것이 바람직한데, 이는 몰드의 이형각도가 15°미만인 경우 피대상물과의 점착력이 높아 이형작업이 수월하지 못할 뿐 아니라 강제로 이형작업을 진행하는 경우 몰드에 일부 레지스트가 점착된 상태로 딸려오면서 전사패턴의 가공불량이 발생되며, 몰드의 이형각도가 60°를 초과하는 경우 몰드에 형성된 요철패턴이 피대상물에 형성된 전사패턴에 간섭됨에 따라 가공 불량이 발생되는 문제점이 발생되기 때문이다.

이송유닛(50)은 회전력제공수단(41)의 일측에 연결되어 회전력제공수단(41)에 몰드의 이형방향으로 이송력을 제공하는 역할을 하는 것으로서, 일반적인 벨트컨베이어가 이용될 수 있는데, 이러한 이송유닛(50)은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임이 자명한 것으로서 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.

지지부(60)는 지지테이블(10)의 일측에 일방향으로 이동가능하게 설치되는 지지대(61)와, 지지플레이트(31)의 일측에 원주방향으로 회전가능하게 결합되는 지지롤러(62)와, 지지대(61)의 일측에 설치되고 일측이 지지롤러(62)에 연결되는 상하이동력제공수단(63)을 포함하여 구성되며, 지지플레이트(31)가 일방향으로 이송되면서 몰드를 피대상물로부터 이형하는 경우 몰드의 상면을 폭방향으로 가압하여 몰드가 균일하게 이형되도록 하는 역할을 한다.

지지대(61)는 앞서 설명한 바와 같이 지지테이블(10)의 일측에 일방향으로 이동가능하게 설치되어 후술하는 지지롤러(62)가 지지플레이트(31)의 이동과 함께 동반 이동되도록 하는 역할을 한다.

지지롤러(62)는 대략 원통형상으로 형성되고, 지지대(61)의 일측에 회전가능하게 결합되며, 몰드의 폭방향으로 배치되어 몰드를 이형하는 경우 몰드의 상면을 가압하는 역할을 한다.

상하이동력제공수단(63)은 지지대(61)의 일측에 설치되는 스텝모터(63a)와, 스텝모터(63a)의 회전축에 결합되고 일측에 지지롤러(62)가 결합된 회전바(63b)를 포함하여 구성되며, 회전바(63b)가 상하방향으로 회동하면서 지지롤러(62)에 상하방향으로 이동력을 제공함으로써 몰드의 상면을 지지하는 몰드의 가압력을 조절하는 역할을 한다.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전링크가 회전되는 상태를 도시한 도면이고, 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 지지롤러가 하방으로 이동되는 상태를 도시한 도면이며, 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 지지플레이트 및 지지롤러가 일방향으로 이동되는 상태를 도시한 도면이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 나노 임프린트용 몰드 이형장치(1)의 동작을 도4 내지 도6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 지지테이블(10) 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치된 가압챔버가 그 하부에 배치된 몰드의 상면을 가압하여 피대상물에 미세패턴이 전사되도록 한 후 가압챔버가 상방으로 이동되면, 클램프유닛(20)의 고정블럭(22)이 이동하여 몰드의 일단부를 고정하고, 파지수단(30)의 파지블럭(32)이 동하여 몰드의 타단부를 지지한다.

이렇게 클램프유닛(20)과 파지수단(30)에 의해 몰드의 양측단부가 지지되면, 도4에서 보는 바와 같이 회전수단(40)의 회전링크(42)가 회전되어 지지플레이트(31)가 미리 설정된 각도만큼 동반 회전되도록 한다.

이에 파지부에 의해 파지된 몰드의 일측이 지지플레이트(31)를 따라 상방으로 회동되며, 이때 회전바(63b)는 도5에서 보는 바와 같이 하방으로 회전되어 지지롤러(62)가 몰드의 상면을 폭방향으로 가압하도록 한다.

이후 도6에서 보는 바와 같이 지지플레이트(31)가 이송유닛(50)에 의해 일방향, 즉 몰드의 이형방향으로 이송되면서 몰드의 일측이 피대상물로부터 이형되며, 지지롤러(62)는 지지플레이트(31)와 동일한 이송방향과 속도로 몰드의 상면을 가압하면서 이송됨에 따라 몰드의 일측이 균일한 속도로 이형되도록 한다.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 나노 임프린트용 몰드 이형장치(1)는 몰드 이형시 지지플레이트(31)가 일정한 각도를 유지함에 몰드의 이형각도가 유지될 뿐 아니라 몰드의 일측이 균일하게 이형되도록 함으로써 몰드 이형작업의 작업성을 크게 향상시킬 수 있으면서도 몰드의 이형작업에 따른 가공불량을 크게 저하시킬 수 있는 특징이 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1 : 나노 임프린트용 몰드 이형장치 10 : 지지테이블
11 : 안착면 20 : 클램프유닛
21 : 베이스 22 : 고정블럭
30 : 파지수단 31 : 지지플레이트
32 : 파지블럭 40 : 회전수단
41 : 회전력제공수단 42 : 회전링크
50 : 이송유닛 60 : 지지부
61 : 지지대 62 : 지지롤러
63 : 상하이동력제공수단 63a : 스텝모터
63b : 회전바

Claims (4)

1. 피가공물 상에 도포된 레지스트를 압박하여 상기 피가공물에 미세패턴을 전사하는 몰드를 상기 피가공물로부터 이형하기 위한 나노 임프린트용 몰드 이형장치에 있어서,
   상면에 피가공물이 안착된 지지테이블과;
   상기 지지테이블의 일측에 설치되고, 상기 몰드의 일단부를 파지하여 고정하는 클램프유닛과;
   상기 지지테이블의 일측에 이동가능하게 설치되고, 일측이 상기 몰드의 타단부를 파지하는 파지수단과;
   상기 지지테이블의 일측에 설치되고, 일측이 상기 파지수단의 일측에 연결되어 상기 파지수단을 미리 설정된 각도로 회전하는 회전수단과;
   일측에 상기 회전수단의 일측이 결합되고, 상기 회전수단을 일방향으로 이송하여 상기 파지수단이 상기 회전수단과 동반하여 이동되도록 하는 이송유닛; 및
   상기 지지테이블의 일측에 설치되고, 상기 파지수단이 일방향으로 이송되는 경우 상기 몰드의 상면 일측을 지지하면서 상기 파지수단과 동일한 방향으로 이동하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 몰드 이형장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지부는
   상기 지지테이블의 일측에 일방향으로 이동가능하게 설치되는 지지대; 및
   상기 지지플레이트의 일측에 원주방향으로 회전가능하게 결합되고, 상기 몰드의 상면을 지지하는 지지롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 몰드 이형장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 지지부는
   상기 지지대의 일측에 설치되고, 일측이 상기 지지롤러에 연결되어 상기 지지롤러에 상하방향으로 이동력을 제공하는 상하이동력제공수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 몰드 이형장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 회전수단은 상기 몰드가 상기 피대상면으로부터 탈거되는 이형각도가 15 ~ 60°가 되도록 상기 파지수단을 회전시키는 것을 특징으로 하는 나노 임프린트용 몰드 이형장치.
   
   
   

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