KR20220011853A - 임프린팅 장치 및 임프린팅 방법 - Google Patents

임프린팅 장치 및 임프린팅 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220011853A
KR20220011853A KR1020200090445A KR20200090445A KR20220011853A KR 20220011853 A KR20220011853 A KR 20220011853A KR 1020200090445 A KR1020200090445 A KR 1020200090445A KR 20200090445 A KR20200090445 A KR 20200090445A KR 20220011853 A KR20220011853 A KR 20220011853A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
platform
stamp
substrate
substrate platform
contact
Prior art date
Application number
KR1020200090445A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102442222B1 (ko
Inventor
최기봉
이재종
김기홍
임형준
권순근
안준형
최학종
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020200090445A priority Critical patent/KR102442222B1/ko
Publication of KR20220011853A publication Critical patent/KR20220011853A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102442222B1 publication Critical patent/KR102442222B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70758Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716Stages
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70766Reaction force control means, e.g. countermass
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Confectionery (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Massaging Devices (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

본 발명은 기판 및 스탬프가 근접 이동하는 과정에서 기판 및 스탬프 간의 평행 상태를 유지하도록 하여, 기판 및 스탬프의 완전 동시 접촉을 유도하고, 접촉 과정에서 슬립 현상을 방지하고 균일한 압력으로 가압될 수 있도록 하는 임프린팅 장치 및 임프린팅 방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 기판이 장착되는 기판플랫폼; 상기 기판플랫폼과 마주보도록 배치되며, 스탬프가 장착되는 스탬프플랫폼; 복수의 위치에서 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 측정하도록 배치되는 복수의 변위센서; 상기 기판플랫폼의 둘레를 따라 이격되게 설치되고, 상기 복수의 변위센서의 출력이 서로 동일해지도록 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 조정하는 복수의 제1구동부; 및 상기 스탬프플랫폼을 상기 기판플랫폼 방향으로 이동시키는 제2구동부;를 포함하는 임프린팅 장치 및 이를 이용한 임프린팅 방법을 제공한다.

Description

임프린팅 장치 및 임프린팅 방법{IMPRINTING APPARATUS AND IMPRINTING METHOD}
본 발명은 임프린팅 장치 및 임프린팅 방법에 관한 것으로, 상세하게는 기판 및 스탬프가 근접 이동 및 접촉하는 과정에서 서로 평행 상태를 유지할 수 있도록 하는 임프린팅 장치 및 임프린팅 방법에 관한 것이다.
나노 임프린트 리소그래피(Nano imprint lithography) 기술 중 고 하중을 요구하는 서멀 임프린트(Thermal imprint) 공정은 나노 사이즈의 스탬프를 고분자로 코팅된 기판에 접촉시키고 압력을 가하는 동시에 열을 가하게 되면, 고분자는 유동성을 가지게 되면서 스탬프의 패턴 사이를 채우면서 패턴이 형성된다.
스탬프를 기판에 접촉시키는 과정은 기판이 장착된 기판플랫폼에 스탬프가 장착된 스탬프플랫폼을 근접 이동시키면서 스탬프를 기판에 접촉시키는 동시에 압력을 가하게 되는데, 이때 나노 임프린트 공정의 특성 상 스탬프 및 기판의 접촉 과정에서 기판 및 스탬프 사이를 평행하기 유지해 주는 것이 임프린팅 수율과 직결된다.
일반적으로 기판 및 스탬프의 접촉 과정에서 기판 및 스탬프 사이를 평행하기 유지하기 위한 메커니즘으로는, 크게 액티브 메커니즘(Active mechanism)과 패시브 메커니즘(Passive mechanism)이 고려될 수 있는데, 액티브 메커니즘과 달리 액추에이터를 추가할 필요가 없다는 측면에서 패시브 메커니즘이 선호된다.
패시브 메커니즘은 주로 탄성힌지(Flexure hinge)를 이용한 메커니즘으로 구성되는데, 구조인트(Spherical joint), 회전조인트(Rotational joint), 병진조인트(Prismatic joint) 등이 조합된 탄성 링크 조립체로 구현될 수 있다.
하지만, 대부분의 패시브 메커니즘은 탄성힌지로 이루어지는 조인트에 의해 운동이 안내되는데, 각 조인트에 가해지는 하중이 균일하지 않은 경우에는 특정한 탄성힌지 부분에 과도한 응력이 가해져 메커니즘이 파괴될 수 있는 문제점이 있다.
그리고, 전술한 바와 같은 탄성 링크 조립체로 구현되는 패시브 메커니즘을 통해 기판 및 스탬프의 접촉 과정에서 기판 및 스탬프 사이의 평행을 어느 수준까지 정렬한다 하더라도, 기판 및 스탬프가 접촉 전 서로 근접 이동되는 과정에서 평행 상태가 크게 어긋날 경우에는, 패시브 메커니즘만을 이용하여 기판 및 스탬프의 접촉 시 완전한 면 접촉을 구현하기에는 어려움이 있었다.
결국, 기판 및 스탬프가 접촉 과정에서 완전한 면 접촉을 구현하지 못함으로써, 기판 및 스탬프의 접촉 시 미세한 슬립 현상으로 인해 임프린팅 공정의 수율이 떨어지는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허공보 제1650335호 (2016.08.23. 공고)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 기판 및 스탬프가 근접 이동하는 과정에서 기판 및 스탬프 간의 평행 상태를 유지하도록 하여, 기판 및 스탬프의 완전 동시 접촉을 유도하고, 접촉 과정에서 슬립 현상을 방지하고 접촉면에 대해 균일한 압력분포로 가압될 수 있도록 하는 임프린팅 장치 및 임프린팅 방법을 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린팅 장치는, 기판이 장착되는 기판플랫폼; 상기 기판플랫폼과 마주보도록 배치되며, 스탬프가 장착되는 스탬프플랫폼; 복수의 위치에서 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 측정하도록 배치되는 복수의 변위센서; 상기 기판플랫폼의 둘레를 따라 이격되게 설치되고, 상기 복수의 변위센서의 출력이 서로 동일해지도록 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 조정하는 복수의 제1구동부; 및 상기 스탬프플랫폼을 상기 기판플랫폼 방향으로 이동시키는 제2구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임프린팅 장치에 있어서, 상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉 여부를 판단하기 위하여, 상기 기판플랫폼에 가해지는 가압력을 측정하는 하중센서;를 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제1구동부는, 상기 하중센서에 의해 상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉이 감지되기 전까지 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 조정하고, 상기 하중센서에 의해 상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉이 감지되면 작동이 오프(Off)될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임프린팅 장치에 있어서, 상기 복수의 제1구동부와 상응하도록 상기 기판플랫폼의 둘레를 따라 이격되게 설치되고, 베이스프레임으로부터 상기 기판플랫폼을 지지하는 복수의 링크조립체;를 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제1구동부는 상기 링크조립체의 위치를 가변시키면서 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임프린팅 장치에 있어서, 상기 링크조립체는, 상기 베이스프레임에 일단부가 결합되는 탄성블록부재; 및 일단부는 상기 탄성블록부재에 회전조인트 결합되며, 타단부는 상기 기판플랫폼에 구조인트 결합되는 링크부재;를 포함할 수 있고, 상기 스탬프플랫폼으로부터 상기 기판플랫폼에 가해지는 가압력에 의해 상기 탄성블록부재가 탄성 변형되면서, 상기 기판 및 상기 스탬프의 접촉면에 균일한 압력분포의 가압력이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임프린팅 장치에 있어서, 상기 제1구동부는, 상기 탄성블록부재에 접촉되며, 상기 탄성블록부재를 변형시키면서 상기 링크조립체의 위치를 가변시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임프린팅 장치에 있어서, 상기 탄성블록부재는, 상기 제1구동부와 점 접촉되는 접촉부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임프린팅 장치에 있어서, 상기 제1구동부는, 상기 베이스프레임에 설치되는 설치프레임; 상기 설치프레임 상에 이동 가능하게 결합되며, 상기 링크조립체와 선택적으로 접촉되는 작동판; 및 상기 작동판을 이동시키는 모터;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임프린팅 장치에 있어서, 상기 작동판은 상기 탄성블록부재에 접촉되며, 상기 스탬프플랫폼으로부터 상기 기판플랫폼의 일부분이 이격되도록 상기 탄성블록부재를 하부방향으로 가압하면서 상기 링크조립체의 위치를 가변시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임프린팅 방법은, 기판이 장착된 기판플랫폼을 향해 스탬프가 장착된 스탬프플랫폼을 근접 이동시키는 근접 이동단계; 상기 기판플랫폼의 둘레를 따라 이격되게 설치되는 복수의 변위센서를 이용하여, 복수의 위치에서 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 측정하는 이격거리 측정단계; 상기 복수의 변위센서의 출력이 서로 동일해지도록, 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 조정하는 이격거리 조정단계; 및 상기 기판에 상기 스탬프가 접촉 및 가압되도록, 상기 기판플랫폼을 향해 상기 스탬프플랫폼을 가압 이동시키는 가압 이동단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임프린팅 방법에 있어서, 상기 이격거리 조정단계는, 상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉 여부를 판단하기 위하여, 상기 기판플랫폼에 가해지는 가압력을 측정할 수 있고, 상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉이 감지되기 전까지 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 조정하고, 상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉이 감지되면 작동이 오프(Off)될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임프린팅 방법에 있어서, 상기 가압 이동단계는, 상기 스탬프플랫폼으로부터 상기 기판플랫폼에 가해지는 가압력을 측정할 수 있고, 상기 스탬프플랫폼으로부터 상기 기판플랫폼에 가해지는 가압력이 미리 설정된 설정하중과 일치될 때까지 상기 스탬프플랫폼을 가압 이동시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판 및 스탬프가 근접 이동하는 과정에서 평행 상태를 측정하고, 제1구동부를 통하여 기판 및 스탬프 간의 평행 상태를 유지하여, 기판 및 스탬프의 완전 동시 접촉을 유도하며, 이를 통해, 기판 및 스탬프의 접촉 과정에서의 슬립 현상을 방지하고 접촉면에 대해 균일한 압력분포로 접촉 및 가압되도록 하여 임프린팅 공정의 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 탄성블록부재를 포함한 링크조립체를 통하여, 기판 및 스탬프의 접촉 및 가압 과정에서 탄성블록부재가 탄성 변형됨에 따라, 기판 및 스탬프의 접촉면이 기울어진 상태에서도 접촉면에 대해 균일한 압력분포의 가압력을 형성할 수 있어, 임프린팅 공정의 수율을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 임프린팅 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 스탬프플랫폼이 제거된 상태에서 본 발명에 따른 임프린팅 장치를 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 임프린팅 장치를 간략하게 도시한 개념도이다.
도 4는 도 2의 제1구동부 및 링크조립체를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 도 2의 제1구동부 및 링크조립체를 나타낸 분해 측면도이다.
도 6은 도 5의 탄성블록부재의 구성 및 작동 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 임프린팅 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 도 7의 근접 이동단계, 이격거리 측정단계 및 이격거리 조정단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 도 7의 가압 이동단계를 설명하기 위한 개념도이다.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 임프린팅 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 스탬프 플랫폼이 제거된 상태에서 본 발명에 따른 임프린팅 장치를 나타낸 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 임프린팅 장치를 간략하게 도시한 개념도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 임프린팅 장치는, 기판플랫폼(100), 스탬프플랫폼(200), 복수의 변위센서(300), 복수의 제1구동부(400) 및 제2구동부(600)를 포함할 수 있다.
기판플랫폼(100)은 임프린팅을 필요로 하는 기판(G)이 상부면에 장착될 수 있으며, 기판(G)은 기판플랫폼(100)의 상부면 중심부에 탑재될 수 있다. 기판플랫폼(100)에 장착되는 기판(G)은 일정 면적의 평면 크기를 가질 수 있다.
스탬프플랫폼(200)은 기판플랫폼(100)과 마주보도록 배치될 수 있으며, 기판플랫폼(100)의 상측에 배치될 수 있다. 기판플랫폼(100)을 대향하는 스탬프플랫폼(200)의 하부면에는 스탬프(S)가 장착될 수 있다.
변위센서(300)는 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 측정할 수 있고, 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 바탕으로 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 평행 여부 즉, 평행도를 측정할 수 있다.
실시예에 따른 변위센서(300)는 기판플랫폼(100)의 둘레를 따라 이격되게 복수 개가 설치될 수 있다. 따라서, 복수의 위치에 설치되는 변위센서(300)는 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 복수의 이격거리를 측정할 수 있다.
실시예에서는 기판플랫폼(100)의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격하여 3개의 변위센서(300)가 설치되어 있다. 따라서, 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 3지점에서 이격거리를 각각 측정할 수 있다. 물론, 도시된 바와 달리 변위센서(300)는 기판플랫폼(100)의 둘레를 따라 4개 이상의 수량으로 설치될 수도 있으며, 이를 통해, 보다 많은 지점에서 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 측정할 수도 있다.
변위센서(300)로는 레이저 변위센서가 사용될 수 있으며, 그 외 다양한 종류의 변위센서(300)가 사용될 수도 있다.
레이저 변위센서가 사용될 경우 변위센서(300)는 기판플랫폼(100) 또는 스탬프플랫폼(200)의 마주하는 일면에 설치될 수 있다.
도 8을 참조하여, 변위센서(300)를 이용한 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 평행도를 측정 및 판단하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 설명에 앞서 기준평면에 대한 평행도를 판단하기 위해서는 기준평면의 3개 이상의 이격거리를 필요로 하는 것이 당연하지만, 설명의 편의 상 2개의 변위센서(300)를 이용하여 평행도를 측정 및 판단하는 과정을 설명한다.
기판플랫폼(100)의 둘레를 따라 제1변위센서(310) 및 제2변위센서(320)가 이격되게 설치된 경우, 제1변위센서(310)는 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200)의 일측 영역에서 형성되는 제1이격거리(h1)를 측정할 수 있고, 제2변위센서(320)는 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200)의 타측 영역에서 형성되는 제2이격거리(h2)를 측정할 수 있다.
만약, 측정된 제1이격거리(h1) 및 제2이격거리(h2)이 동일하거나 0에 가까운 경우 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200)는 실질적으로 평행 상태를 유지한다.
반면, 도 8 (a)에 도시된 바와 같이, 측정된 제1이격거리(h1) 및 제2이격거리(h2)의 차이가 발생되면, 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200)는 비평행 상태를 유지하게 되고, 제1이격거리(h1) 및 제2이격거리(h2)의 차이가 클수록 평행도가 떨어지게 된다.
따라서, 측정된 제1이격거리(h1) 및 제2이격거리(h2)을 서로 비교함으로써, 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200)이 가지는 평행도의 양부를 판단할 수 있고, 측정된 제1이격거리(h1) 및 제2이격거리(h2)로부터 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 상대적으로 짧은 이격거리 영역과, 상대적으로 넓은 이격거리 영역, 및 이격거리 간의 차이 값을 산출할 수 있다.
제1구동부(400)는 복수의 변위센서(300)의 출력 값에 차이가 발생될 경우, 복수의 변위센서(300)의 출력이 서로 동일해지도록 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 조정할 수 있다. 즉, 복수의 변위센서(300)에 의해 복수의 위치에서 측정된 이격거리가 모두 동일해지도록 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 조정할 수 있다.
실시예에 따른 제1구동부(400)는 기판플랫폼(100)의 둘레를 따라 이격되게 복수개가 설치될 수 있다. 따라서, 복수의 변위센서(300)에 의해 복수의 위치에서 측정되는 이격거리가 서로 동일해지도록 복수의 제1구동부(400)는 기판플랫폼(100)의 위치를 조정할 수 있다.
실시예에서는 기판플랫폼(100)의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격하여 3개의 제1구동부(400)가 설치되어 있다. 물론, 도시된 바와 달리 제1구동부(400)는 기판플랫폼(100)의 둘레를 따라 4개 이상의 수량으로 설치될 수도 있다.
제2구동부(600)는 스탬프플랫폼(200)을 기판플랫폼(100) 방향으로 이동시킬 수 있다.
제2구동부(600)는 스탬프플랫폼(200)을 기판플랫폼(100)에 근접 이동시킬 수 있고, 스탬프플랫폼(200)에 장착된 스탬프(S)를 기판플랫폼(100)에 장착된 기판(G)에 접촉 및 가압시키는 임프린팅을 수행할 수 있다.
이상에서와 같이, 제2구동부(600)를 통해 스탬프플랫폼(200)을 기판플랫폼(100)에 근접 이동시키는 과정에서, 복수의 변위센서(300)는 복수의 위치에서 기판플랫폼(1000 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 측정하고, 제1구동부(400)를 통해 측정된 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 바탕으로, 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 조정하여 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 평행 상태를 유지할 수 있다.
기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200)이 근접 이동하는 과정에서 평행 상태를 유지하기 때문에, 기판(G) 및 스탬프(S)의 접촉 시 완전 동시 접촉이 가능하고, 접촉 과정에서 슬립 현상을 최소화할 수 있으며, 접촉 상태에서 제2구동부(600)를 통해 가압되는 과정에서도 접촉면에 전체적으로 균일한 압력분포의 가압력이 형성됨으로써, 임프린팅 공정의 수율을 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 임프린팅 장치는 하중센서(700)를 더 포함할 수 있다.
하중센서(700)는 기판플랫폼(100)에 가해지는 가압력을 측정할 수 있으며, 이를 통해 기판플랫폼(100)과 스탬프플랫폼(200)의 접촉 여부를 감지할 수 있다.
이때, 제1구동부(400)는 하중센서(700)에 의해 기판플랫폼(100)과 스탬프플랫폼(200)의 접촉이 감지되기 전까지 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 조정하고, 하중센서(700)에 의해 기판플랫폼(100)과 스탬프플랫폼(200)의 접촉이 감지되면 작동이 오프(Off)되어 이격거리 조정이 중지될 수 있다.
그리고, 제2구동부(600)는 하중센서(700)에 의해 스탬프플랫폼(200)으로부터 기판플랫폼(100)에 가해지는 가압력이 미리 설정된 설정하중과 일치될 때까지 스탬프플랫폼(200)을 가압 이동시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 임프린팅 장치는 링크조립체(500)를 더 포함할 수 있다.
링크조립체(500)는 베이스프레임(570)으로부터 기판플랫폼(100)을 지지할 수 있으며, 기판플랫폼(100)의 둘레를 따라 이격되게 복수개가 설치될 수 있다.
이러한 링크조립체(500)는 베이스프레임(570)으로부터 기판플랫폼(100)의 높이를 제한할 수 있으며, 복수의 링크조립체(500)의 개별적인 위치가 가변됨에 따라, 기판플랫폼(100)은 수평 상태가 조절될 수 있다.
이때, 본 실시예에서는 링크조립체(500) 및 제1구동부(400)는 상응하는 수량으로 구비될 수 있으며, 제1구동부(400)는 링크조립체(500)의 위치를 독립적으로 가변시킬 수 있으며, 이를 통해 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 조정할 수 있다.
링크조립체(500)를 지지하는 베이스프레임(570)은 바닥프레임(580) 상에 설치될 수 있으며, 이때, 하중센서(700)는 바닥프레임(580) 및 베이스프레임(570)을 연결하도록 설치될 수 있다.
실시예에 따른 하중센서(700)는 베이스프레임(570)의 둘레를 따라 이격되게 복수개의 하중센서(700)를 구비할 수 있으며, 이러한 하중센서(700)는 제2구동부(600)에 의해 스탬프플랫폼(200)으로부터 기판플랫폼(100), 링크조립체(500) 및 베이스프레임(570)을 거쳐 전달되는 가압력을 감지 및 측정할 수 있다. 이러한 하중센서(700)로는 로드셀(Load cell)이 사용될 수 있다.
도 4는 도 2의 제1구동부 및 링크조립체를 나타낸 분해 사시도이고, 도 5는 도 2의 제1구동부 및 링크조립체를 나타낸 분해 측면도이며, 도 6은 도 5의 탄성블록부재의 구성 및 작동 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4 내지 도 6을 추가 참조하면, 링크조립체(500)는 기판플랫폼(100) 및 베이스프레임(570)을 연결하도록 설치될 수 있으며, 기판(G)를 기준으로 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격 배치되는 복수의 링크조립체(500)를 구비할 수 있다.
각 링크조립체(500)는 탄성블록부재(530) 및 링크부재(520)를 포함할 수 있다.
탄성블록부재(530)는 일단부가 베이스프레임(570)에 결합될 수 있고, 타단부는 링크부재(520)에 결합될 수 있다. 그리고, 탄성블록부재(530)는 제2구동부(600)의 작동방향과 나란한 방향으로 탄성 변형될 수 있다. 즉, 스탬프플랫폼(200)의 이동방향과 나란한 수직방향(D1)으로 탄성 변형될 수 있고, 수직방향(D1)으로 복원력을 가질 수 있다.
실시예에 따른 탄성블록부재(530)는 제1블록(531), 제2블록(532) 및 탄성부재(533)를 포함할 수 있다.
제1블록(531)은 하부면이 베이스프레임(570)에 고정 결합될 수 있다.
제2블록(532)은 평면도 상에서 제1블록(531)으로부터 반경방향 외측으로 이격 배치될 수 있으며, 제2블록(532)은 링크부재(520)와 회전조인트(521)로 결합될 수 있다.
탄성부재(533)는 제1블록(531) 및 제2블록(532)을 연결할 수 있으며, 제1블록(531) 및 제2블록(532)으로부터 전달되는 외력에 의해 스탬프플랫폼(200)의 이동방향과 나란한 수직방향(D1)으로 수축되거나 신장되는 탄성 변형이 발생될 수 있다. 결과적으로, 탄성부재(533)로 연결된 제1블록(531) 및 제2블록(532)은 외력에 의해 수직방향(D1)으로 상대 병진 운동할 수 있다.
실시예에 따른 탄성부재(533)는 스탬프플랫폼(200)의 이동방향인 수직방향(D1)에 직교하는 수평방향(D2)으로 연장 형성되는 판 형상의 스프링으로 구성될 수 있으며, 판 상의 탄성부재(533)는 수직방향(D1)으로 미리 정해진 간격을 가지도록 복수개로 구비될 수 있다.
이러한 탄성부재(533)의 간격 및 수량은 선택적으로 사용될 수 있는데, 예컨대, 강한 탄성 복원력을 부여하고자 할 경우에는 탄성부재(533)의 간격을 상대적으로 좁게 배치하거나 그 수량을 상대적으로 증가시킬 수 있고, 반대로 약한 탄성 복원력을 부여하고자 할 경우에는 탄성부재(533)의 간격을 상대적으로 넓게 배치하거나 그 수량을 상대적으로 감소시킬 수 있다. 그리고, 탄성부재(533)의 수직방향(D1)에 대한 두께 역시 선택적으로 사용될 수 있으며, 예컨대, 강한 탄성 복원력을 부여하고자 할 경우에는 탄성부재(533)의 두께를 두껍게 형성할 수 있고, 반대로 약한 탄성 복원력을 부여하고자 할 경우에는 탄성부재(533)의 두께를 얇게 형성할 수 있다. 또한 복수의 탄성부재(533)는 도시된 바와 달리, 수직방향(D1)에 대해 서로 다른 두께로 구성될 수도 있다. 이와 같이 탄성부재(533)의 간격, 수량 및 두께는 임프린팅되는 기판(G) 및 스탬프(S)의 종류나 공정 특성에 따라 적절히 설계 변경될 수 있다.
한편, 도 6에서와 같이, 판 상의 탄성부재(533)를 매개로 연결되는 제1블록(531) 및 제2블록(532)은 마치 4절 링크와 같은 형태로 연결되는데, 이때 탄성부재(533)의 탄성 변형 과정에서 제1블록(531) 및 제2블록(532)은 수직방향(D1)으로 병진 운동하는 과정에서 미세한 곡선 경로를 보일 수 있다. 하지만, 일반적으로 1000N 이상의 고하중 환경에서 수행되는 나노 임프린팅 공정에서 스탬프(S) 및 기판(G) 간에 발생되는 최대 평행 오차는 대략 1mm 범위 이내에 해당되므로, 이러한 미세 범위 영역에서 탄성부재(533)를 매개로 연결된 제1블록(531) 및 제2블록(532)은 실질적으로 수직방향(D1)과 나란한 병진 직선 운동을 보일 수 있다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 탄성블록부재(530)는 기판(G)를 기준으로 원주방향을 따라 이격되게 배치되는 한 쌍의 탄성블록부재(530)를 포함할 수 있다. 즉, 원주방향에 대해 링크부재(520)를 사이에 두고 한 쌍의 탄성블록부재(530)가 구비될 수 있다. 이때, 한 쌍의 탄성블록부재(530)는 링크부재(520)에 대하여 서로 독립적으로 회전조인트(521) 결합될 수 있다. 이에 따라, 한 쌍의 탄성블록부재(530)는 하나의 링크부재(520)로부터 전달되는 하중을 효과적으로 분산시킬 수 있다.
링크부재(520)는 탄성블록부재(530) 및 기판플랫폼(100)을 연결할 수 있다.
링크부재(520)의 일단부는 탄성블록부재(530)의 제2블록(532)에 회전조인트(521) 결합될 수 있으며, 타단부는 기판플랫폼(100)의 가장자리 하부면에 구조인트(523) 결합될 수 있다. 실시예에 따른 한 쌍의 탄성블록부재(530)가 구비될 경우, 링크부재(520)의 일단부는 한 쌍의 탄성블록부재(530)의 사이공간에서 회전조인트(521) 연결될 수 있다.
이상에서와 같이, 탄성블록부재(530)를 포함한 링크조립체(500)는 임프린팅 공정 즉, 제2구동부(600)에 의해 스탬프(S)가 기판(G)에 접촉 및 가압되는 과정에서 탄성 변형됨에 따라, 수직방향(D1)에 직교하는 수평면에 대해 기판(G) 및 스탬프(S)의 접촉면이 기울어진 상태를 유지하더라도, 균일한 가압력을 형성하면서 접촉 및 가압될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 제1구동부(400)는 베이스프레임(570)에 설치될 수 있으며, 각 링크조립체(500)를 독립적으로 조절할 수 있다.
제1구동부(400)는 복수의 변위센서(300)의 출력 값이 서로 동일하여, 스탬프플랫폼(200) 및 기판플랫폼(100)의 평행 상태가 유지되는 경우에는 작동이 오프(Off)되어, 링크조립체(500)의 구동에 관여하지 않을 수 있다.
그리고, 제1구동부(400)는 복수의 변위센서(300)의 출력 값이 서로 상이하여, 스탬프플랫폼(200) 및 기판플랫폼(100)이 비평행 상태를 유지할 경우에만 작동이 온(On)되어, 링크조립체(500)를 구동시켜 기판플랫폼(100)의 수평 상태를 조정할 수 있고, 이로부터 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 조정할 수 있다.
실시예에 따른 제1구동부(400)는 설치프레임(410), 작동판(420), 모터(430)를 포함할 수 있다.
설치프레임(410)은 베이스프레임(570)에 설치될 수 있다.
작동판(420)은 설치프레임(410) 상에서 스탬프플랫폼(200)의 이동방향과 나란한 수직방향(D1)으로 이동 가능하게 결합될 수 있다. 그리고, 작동판(420)의 일단부는 링크조립체(500)에 선택적으로 접촉 또는 결합될 수 있다.
모터(430)는 작동판(420)을 이동시키는 것으로, 리니어 모터나 회전 모터가 사용될 수 있다.
제1구동부(400)는 직선이송 구조체가 더 구비될 수 있는데, 직선이송 구조체로는 리니어 모터나 회전 모터에 결합되는 웜기어, 볼스크류 및 가이드부시를 조합한 직선이송 구조체가 이용될 수 있다. 이러한 직선이송 구조체의 구성은 통상의 기술자에게 자명하므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 작동판(420)의 일단부는 링크조립체(500)의 회전조인트(521) 결합부분에 선택적으로 결합될 수 있다. 모터(430)의 작동에 따라 링크조립체(500)의 회전조인트(521) 결합부분에 접촉되어 링크조립체(500)의 회전조인트(521) 결합부분을 수직 하부방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 해당 링크조립체(500)에 결합된 기판플랫폼(100)의 일측이 하부방향으로 이동되면서 기판플랫폼(100)은 전체적으로 비스듬하게 기울어질 수 있다.
구체적인 실시예에 따르면, 작동판(420)의 일단부는 링크조립체(500)의 회전조인트(521)가 결합되는 탄성블록부재(530)에 선택적으로 접촉 또는 결합될 수 있다. 이러한 작동판(420)은 모터(430)의 작동에 따라 링크조립체(500)의 탄성블록부재(530)를 수직 하부방향으로 가압하면서 탄성블록부재(530)를 탄성 변형시킬 수 있다.
예컨대, 작동판(420)의 가압에 의해 탄성블록부재(530)가 수직 하부방향으로 탄성 변형되면, 탄성블록부재(530)와 연결된 링크부재(520)가 하부방향으로 이동되고, 해당 링크부재(520)와 구조인트(523) 결합된 기판플랫폼(100)의 일측이 하부방향으로 이동되면서 스탬프플랫폼(200)와 평행 상태를 유지할 수 있다.
결과적으로, 변위센서(300)에 의해 측정된 복수의 이격거리 중, 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 상대적으로 짧은 이격거리 영역에 배치되어 있는 제1구동부(400)를 이용하여 해당 링크조립체(500)의 탄성블록부재(530)를 하부방향으로 이동시키고, 이에 따라 스탬프플랫폼(200)으로부터 기판플랫폼(100)의 일부분이 이격되면서, 복수의 변위센서(300)의 출력 값이 서로 동일한 평행 상태를 유지할 수 있다.
한편, 작동판(420)에 접촉되는 탄성블록부재(530)의 상부면에는 접촉부(535)가 구비될 수 있다. 접촉부(535)는 볼록 형성된 반구 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 접촉부(535)를 통해 작동판(420)의 하부면은 탄성블록부재(530)에 점 접촉 상태를 유지할 수 있다.
그리고, 접촉부(535)는 기판(G)를 기준으로 반경방향에 대해 회전조인트(521)와 일직선 상에 배치될 수 있다.
따라서, 작동판(420)을 탄성블록부재(530)에 접촉시켜 탄성블록부재(530)를 하부방향으로 가압할 시, 작동판(420) 및 탄성블록부재(530)는 접촉부(535)를 통해 항상 균일한 위치에서 점 접촉될 수 있고, 작동판(420)의 이동구간과 비례하는 탄성블록부재(530)의 변형값을 균일하게 유지할 수 있으며, 기판플랫폼(100)의 위치 정밀도를 높일 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 임프린팅 방법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 임프린팅 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 8은 도 7의 근접 이동단계, 이격거리 측정단계 및 이격거리 조정단계를 설명하기 위한 개념도이며, 도 9는 도 7의 가압 이동단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 임프린팅 방법은 근접 이동단계(S110), 이격거리 측정단계(S120), 이격거리 조정단계(S130), 가압 이동단계(S140)를 포함할 수 있다.
근접 이동단계(S110)는 기판(G)가 장착된 기판플랫폼(100)을 향해 스탬프(S)가 장착된 스탬프플랫폼(200)을 근접 이동시키는 단계일 수 있다.
즉, 기판플랫폼(100)의 상부면에 기판(G)를 장착하고, 스탬프플랫폼(200)의 하부면에 스탬프(S)를 장착한 다음, 제1구동부(600)를 작동하여 기판플랫폼(100)을 향해 스탬프플랫폼(200)을 하부방향으로 이동시킬 수 있다.
이러한 스탬프 근접 이동과정에서 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 평행도가 미세하게 어긋나는 경우가 발생할 수 있다.
이격거리 측정단계(S120)는 기판플랫폼(100)의 둘레를 따라 이격되게 설치되는 복수의 변위센서(300)를 이용하여, 복수의 위치에서 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 측정하는 단계일 수 있다.
즉, 복수의 변위센서(300)의 출력 값을 바탕으로, 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200)이 가지는 평행도의 양부를 판단할 수 있고, 복수의 위치에서 측정된 이격거리로부터 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 상대적으로 짧은 이격거리 영역과, 상대적으로 넓은 이격거리 영역, 및 이격거리 간의 차이 값을 산출할 수 있다.
이격거리 조정단계(S130)는 복수의 변위센서(300)의 출력이 서로 동일해지도록, 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 조정하는 단계일 수 있다.
한편, 이격거리 조정단계(S130) 수행 중에는 기판플랫폼(100)과 스탬프플랫폼(200)의 접촉 여부를 판단하기 위하여, 하중센서(700)를 이용하여 기판플랫폼(100)에 가해지는 가압력을 측정할 수 있다.
이를 바탕으로, 기판플랫폼(100)과 스탬프플랫폼(200)의 접촉이 감지되기 전까지 제1구동부(400) 및 링크조립체(500)를 이용하여 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리를 조정할 수 있다.
그리고, 기판플랫폼(100)과 스탬프플랫폼(200)의 접촉이 감지되면 제1구동부(400)의 작동을 오프(Off)하여, 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200) 간의 이격거리 조정을 중지할 수 있다.
즉, 이격거리 조정단계(S130)는 스탬프(S)가 기판(G)에 접촉될 때까지 계속해서 수행될 수 있다.
그리고, 스탬프(S)가 기판(G)에 접촉되어 이격거리 조정단계(S130)가 중지되면, 제1구동부(400)의 작동판(420)은 링크조립체(500)의 탄성블록부재(530)로부터 분리될 수 있다. 즉, 이격거리 조정단계(S130)를 거치며 평행 상태를 유지하는 스탬프(S) 및 기판(G)이 서로 접촉된 이후에는 링크조립체(500)에 대한 제1구동부(400)의 구속을 해제하여, 후술되는 가압 이동단계(S140)에서 링크조립체(500)에 의한 기판플랫폼(100)의 패시브 제어가 가능하도록 할 수 있다.
한편, 하중센서(700)를 이용하여 기판플랫폼(100)에 가해지는 가압력은, 이격거리 조정단계(S130)뿐만 아니라, 근접 이동단계(S110), 이격거리 측정단계(S120), 및 후술되는 가압 이동단계(S140)를 수행하는 중 계속해서 측정될 수 있다.
가압 이동단계(S140)는 기판(G)에 스탬프(S)가 접촉 및 가압되도록 제2구동부(600)를 이용하여 기판플랫폼(100)를 향해 스탬프플랫폼(200)을 이동시키는 단계일 수 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 앞선 이격거리 조정단계(S130)를 거치며 기판플랫폼(100) 및 스탬프플랫폼(200)은 평행 상태를 만족하지만, 제2구동부(600)의 작동방향에 직교하는 수평면에 대해 경사각(R)이 유지될 수 있다. 즉, 기판(G) 및 스탬프(S)는 경사각(R)을 유지한 상태로 접촉될 수 있다.
이처럼 기판(G) 및 스탬프(S)는 경사각(R)을 유지한 상태에서 접촉되더라도, 제2구동부(600)를 이용하여 스탬프플랫폼(200)을 수직 하부방향으로 가압할 시, 기판(G) 및 스탬프(S)의 접촉면에 대해 균일한 압력분포의 가압력이 형성될 수 있다.
즉, 기판(G) 및 스탬프(S)가 접촉된 상태에서 스탬프플랫폼(200)을 수직 하부방향으로 가압하면, 복수의 링크조립체(500)에 구비되는 탄성부재(530)의 압축 및 복원에 따른 상대 병진 운동을 통하여 기판(G) 및 스탬프(S)의 완전 접촉 상태를 안정적으로 지속할 수 있고, 기판(G) 및 스탬프(S)가 균일한 압력분포의 가압력으로 접촉될 수 있다.
구체적으로, 경사각(R)을 유지하는 기판(G) 및 스탬프(S)에 대해, 스탬프플랫폼(200)을 수직 하부방향으로 가압하면, 도 9의 우측에 배치된 탄성부재(530)는 하부방향으로 압축 변형되고, 도 9의 좌측에 배치된 탄성부재(530)는 상부방향으로 압축 변형되며, 이러한 복수의 링크조립체(500)에 구비된 탄성부재(530)의 상대 병진 운동에 의해 스탬프플랫폼(200)의 하부방향 가압력(F)에 대해 기판(G) 및 스탬프(S)의 접촉 면적에서는 항상 균일한 압력분포의 가압력(f)이 형성될 수 있다.
이처럼 기판(G)에 스탬프(S)가 완전 접촉된 상태에서는 하중센서(700)를 통해 기판(G) 및 스탬프(S)의 접촉 면적에 가해지는 압력의 크기 및 균일한 정도를 실시간으로 모니터링할 수도 있다.
예를 들어, 가압 이동단계(S140)에서는 하중센서(700)에 의해 측정되는 가압력이 미리 설정된 설정하중과 일치되기까지 제2구동부(600)를 이용하여 스탬프플랫폼(200)을 계속해서 가압 이동시키고, 하중센서(700)에 의해 측정되는 가압력이 설정하중과 일치되면, 기판(G) 상에 스탬프(S)의 패턴 전사가 완료되기까지 일정 시간 동안 가압 상태를 지속할 수 있다.
이후, 기판(G) 상에 스탬프(S)의 패턴 전사가 완료되면, 기판플랫폼(100)으로부터 스탬프플랫폼(200)을 분리하여, 임프린팅 공정을 종료할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 임프린팅 장치 및 방법은 기판 및 스탬프가 근접 이동하는 과정에서 평행 상태를 측정하고, 제1구동부(400)를 통하여 기판 및 스탬프 간의 평행 상태를 유지하여, 기판 및 스탬프의 완전 동시 접촉을 유도하며, 이를 통해, 기판 및 스탬프의 접촉 과정에서의 슬립 현상을 방지하고 항상 균일한 압력분포의 압력으로 접촉 및 가압되도록 하여 임프린팅 공정의 수율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 임프린팅 장치 및 방법은 탄성블록부재(530)를 포함한 링크조립체(500)를 통하여, 기판 및 스탬프의 접촉 및 가압 과정에서 탄성블록부재(530)가 탄성 변형됨에 따라, 기판 및 스탬프의 접촉면이 기울어진 상태에서도 접촉면에 대해 균일한 압력분포의 가압력을 형성할 수 있어, 임프린팅 공정의 수율을 보다 향상시킬 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 임프린팅 장치 및 방법은 1000N 이상의 고하중이 인가되는 서멀 임프린트 공정에서 그 작동 효과가 더욱 기대될 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
100: 기판플랫폼
200: 스탬프플랫폼
300: 변위센서
400: 제1구동부
500: 링크조립체
600: 제2구동부

Claims (11)

  1. 기판이 장착되는 기판플랫폼;
    상기 기판플랫폼과 마주보도록 배치되며, 스탬프가 장착되는 스탬프플랫폼;
    복수의 위치에서 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 측정하도록 배치되는 복수의 변위센서;
    상기 기판플랫폼의 둘레를 따라 이격되게 설치되고, 상기 복수의 변위센서의 출력이 서로 동일해지도록 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 조정하는 복수의 제1구동부; 및
    상기 스탬프플랫폼을 상기 기판플랫폼 방향으로 이동시키는 제2구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉 여부를 판단하기 위하여, 상기 기판플랫폼에 가해지는 가압력을 측정하는 하중센서;를 더 포함하고,
    상기 제1구동부는,
    상기 하중센서에 의해 상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉이 감지되기 전까지 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 조정하고, 상기 하중센서에 의해 상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉이 감지되면 작동이 오프(Off)되는 것을 특징으로 하는 임프린팅 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1구동부와 상응하도록 상기 기판플랫폼의 둘레를 따라 이격되게 설치되고, 베이스프레임으로부터 상기 기판플랫폼을 지지하는 복수의 링크조립체;를 더 포함하고,
    상기 제1구동부는 상기 링크조립체의 위치를 가변시키면서 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 조정하는 것을 특징으로 하는 임프린팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 링크조립체는,
    상기 베이스프레임에 일단부가 결합되는 탄성블록부재; 및
    일단부는 상기 탄성블록부재에 회전조인트 결합되며, 타단부는 상기 기판플랫폼에 구조인트 결합되는 링크부재;를 포함하고,
    상기 스탬프플랫폼으로부터 상기 기판플랫폼에 가해지는 가압력에 의해 상기 탄성블록부재가 탄성 변형되면서, 상기 기판 및 상기 스탬프의 접촉면에 균일한 압력분포의 가압력이 형성되는 것을 특징으로 임프린팅 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1구동부는,
    상기 탄성블록부재에 접촉되며, 상기 탄성블록부재를 변형시키면서 상기 링크조립체의 위치를 가변시키는 것을 특징으로 하는 임프린팅 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 탄성블록부재는,
    상기 제1구동부와 점 접촉되는 접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 임프린팅 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1구동부는,
    상기 베이스프레임에 설치되는 설치프레임;
    상기 설치프레임 상에 이동 가능하게 결합되며, 상기 링크조립체와 선택적으로 접촉되는 작동판; 및
    상기 작동판을 이동시키는 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린팅 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 작동판은 상기 탄성블록부재에 접촉되며, 상기 스탬프플랫폼으로부터 상기 기판플랫폼의 일부분이 이격되도록 상기 탄성블록부재를 하부방향으로 가압하면서 상기 링크조립체의 위치를 가변시키는 것을 특징으로 하는 임프린팅 장치.
  9. 기판이 장착된 기판플랫폼을 향해 스탬프가 장착된 스탬프플랫폼을 근접 이동시키는 근접 이동단계;
    상기 기판플랫폼의 둘레를 따라 이격되게 설치되는 복수의 변위센서를 이용하여, 복수의 위치에서 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 측정하는 이격거리 측정단계;
    상기 복수의 변위센서의 출력이 서로 동일해지도록, 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 조정하는 이격거리 조정단계; 및
    상기 기판에 상기 스탬프가 접촉 및 가압되도록, 상기 기판플랫폼을 향해 상기 스탬프플랫폼을 가압 이동시키는 가압 이동단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린팅 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이격거리 조정단계는,
    상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉 여부를 판단하기 위하여, 상기 기판플랫폼에 가해지는 가압력을 측정하고,
    상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉이 감지되기 전까지 상기 기판플랫폼 및 상기 스탬프플랫폼 간의 이격거리를 조정하고, 상기 기판플랫폼과 상기 스탬프플랫폼의 접촉이 감지되면 작동이 오프(Off)되는 것을 특징으로 하는 임프린팅 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 가압 이동단계는,
    상기 스탬프플랫폼으로부터 상기 기판플랫폼에 가해지는 가압력을 측정하고,
    상기 스탬프플랫폼으로부터 상기 기판플랫폼에 가해지는 가압력이 미리 설정된 설정하중과 일치될 때까지 상기 스탬프플랫폼을 가압 이동시키는 것을 특징으로 하는 임프린팅 방법.
KR1020200090445A 2020-07-21 2020-07-21 임프린팅 장치 KR102442222B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200090445A KR102442222B1 (ko) 2020-07-21 2020-07-21 임프린팅 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200090445A KR102442222B1 (ko) 2020-07-21 2020-07-21 임프린팅 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220011853A true KR20220011853A (ko) 2022-02-03
KR102442222B1 KR102442222B1 (ko) 2022-09-13

Family

ID=80268680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200090445A KR102442222B1 (ko) 2020-07-21 2020-07-21 임프린팅 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102442222B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010034132A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Bondtech Inc 傾斜調整機構およびこの傾斜調整機構の制御方法
KR20100117319A (ko) * 2009-04-24 2010-11-03 주식회사 디엠에스 임프린트 장치
KR20130121553A (ko) * 2012-04-27 2013-11-06 한국기계연구원 진공 챔버형 대면적 나노 임프린트 장치 및 이를 이용하는 방법
KR101650335B1 (ko) 2014-12-26 2016-08-23 한국기계연구원 압전구동 메커니즘 및 이를 포함하는 고하중용 3축 미세 수직평면운동 압전구동 스테이지
KR20170064619A (ko) * 2015-12-01 2017-06-12 주식회사 나래나노텍 개선된 기판 압력 분포 측정 장치 및 측정 방법, 및 이를 구비한 기판 진공 합착 장치 및 방법
KR20190038976A (ko) * 2017-10-02 2019-04-10 삼성전자주식회사 임프린트 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010034132A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Bondtech Inc 傾斜調整機構およびこの傾斜調整機構の制御方法
KR20100117319A (ko) * 2009-04-24 2010-11-03 주식회사 디엠에스 임프린트 장치
KR20130121553A (ko) * 2012-04-27 2013-11-06 한국기계연구원 진공 챔버형 대면적 나노 임프린트 장치 및 이를 이용하는 방법
KR101650335B1 (ko) 2014-12-26 2016-08-23 한국기계연구원 압전구동 메커니즘 및 이를 포함하는 고하중용 3축 미세 수직평면운동 압전구동 스테이지
KR20170064619A (ko) * 2015-12-01 2017-06-12 주식회사 나래나노텍 개선된 기판 압력 분포 측정 장치 및 측정 방법, 및 이를 구비한 기판 진공 합착 장치 및 방법
KR20190038976A (ko) * 2017-10-02 2019-04-10 삼성전자주식회사 임프린트 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102442222B1 (ko) 2022-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101566795B (zh) 用于生产芯片的加工设备、加工方法和工艺
KR101679464B1 (ko) 임프린트 장치 및 물품 제조 방법
KR100683106B1 (ko) 각인 장치
US9280047B2 (en) Imprint apparatus and article manufacturing method
SG183252A1 (en) Method and device for active wedge error compensation between two objects that can be positioned substantially parallel to each other
US10946577B2 (en) Imprinting apparatus
KR102355144B1 (ko) 6 자유도의 임프린트 헤드 모듈을 갖는 나노임프린트 리소그래피
KR102000002B1 (ko) 두 평면 사이의 경사도를 측정하는 장치 및 방법
JP2017022245A (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品の製造方法
KR102442222B1 (ko) 임프린팅 장치
KR102213854B1 (ko) 임프린팅용 헤드 및 이를 포함하는 임프린팅 장치
JP4417130B2 (ja) ガラス基板の垂直保持装置
JP2002053328A (ja) 光学素子成形装置
US8210840B2 (en) Diaphragm flexure with large range and high load capacity
TW201833026A (zh) 用於調整模板位置的系統及方法
JPS62279629A (ja) プロキシミテイ方式の露光装置
CN110579941A (zh) 压印压辊装置
JP4465690B2 (ja) 基板の垂直保持装置
US20160009022A1 (en) Imprint apparatus and article manufacturing method
JP7419516B2 (ja) マイクロパターンおよび/またはナノパターンをエンボス加工する装置および方法
KR20230081516A (ko) 압력감지와 전기적 특성의 동시 측정이 가능한 압력감지재
JP4946471B2 (ja) ワークの支持機構および支持装置
JP3633441B2 (ja) ステージ装置
KR20220072060A (ko) 임프린트 장치 및 이를 이용한 임프린트 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant