KR20240024639A

KR20240024639A - Imprinting apparatus having muiti-chamber

Info

Publication number: KR20240024639A
Application number: KR1020220102873A
Authority: KR
Inventors: 이헌; 주수철
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2022-08-17
Filing date: 2022-08-17
Publication date: 2024-02-26

Abstract

본 발명은 다중 챔버를 통해 공압을 순차적으로 인가함으로써 균일한 패턴 및 레진과 스탬프 사이의 버블 문제를 해결할 수 있는 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치에 관한 것으로, 복수의 가압공간을 가지는 상부챔버; 내부공간을 가지며, 상기 상부챔버와 결합하는 하부챔버; 상기 상부챔버와 하부챔버 사이에 배치되고, 상기 가압공간의 일측을 형성하는 탄성체판; 및 상기 복수의 가압공간에 공압이 인가되도록 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 복수의 가압공간은 2차원 형태로 배열되고, 상기 가압공간으로 공압이 인가되면 상기 탄성체판이 팽창하면서 상기 내부공간에 놓인 상기 스탬프를 가압하여 기판 위에 배치된 고분자층에 임프린팅을 수행한다.The present invention relates to an imprinting device having multiple chambers that can solve the problem of uniform patterns and bubbles between resin and stamps by sequentially applying pneumatic pressure through the multiple chambers, comprising: an upper chamber having a plurality of pressurized spaces; a lower chamber having an internal space and coupled to the upper chamber; an elastic plate disposed between the upper chamber and the lower chamber and forming one side of the pressurized space; and a control unit that controls pneumatic pressure to be applied to the plurality of pressurized spaces, wherein the plurality of pressurized spaces are arranged in a two-dimensional shape, and when pneumatic pressure is applied to the pressurized spaces, the elastic plate expands and is placed in the internal space. The stamp is pressed to perform imprinting on the polymer layer disposed on the substrate.

Description

Imprinting device with multiple chambers {IMPRINTING APPARATUS HAVING MUITI-CHAMBER}

본 발명은 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치로서, 더욱 상세하게는 다중 챔버를 통해 공압을 순차적으로 인가함으로써 균일한 패턴 및 레진과 스탬프 사이의 버블 문제를 해결할 수 있는 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an imprinting device having multiple chambers, and more specifically, to an imprinting device having multiple chambers that can solve the problem of uniform patterns and bubbles between resin and stamp by sequentially applying pneumatic pressure through the multiple chambers. will be.

현재 미세 패턴을 형성하기 위한 기술로 광학적 리소그래피 기술이 주로 이용되고 있다. 그러나, 광학적 리소그래피 기술은 고가의 광학장치가 사용되고, 곡면기판 등 초점에 영향을 미칠 수 있는 기판에는 패터닝이 불가능하며, 공정 속도가 느리기 때문에 수율이 낮은 단점이 있다.Currently, optical lithography technology is mainly used as a technology to form fine patterns. However, optical lithography technology has the disadvantages that expensive optical devices are used, patterning is not possible on substrates that may affect focus, such as curved substrates, and the process speed is slow, resulting in low yield.

한편, 미세 패턴을 형성하기 위한 나노임프린팅 리소그래피 기술이 알려져 있다. 나노임프린팅 리소그래피 기술은 기판 위에 형성된 고분자층(예를 들어, resin)에 리소그래피로 패터닝된 스탬프로 각인하는 기술이다. 이러한 작동원리로 패턴을 형성하기 때문에 광학 장치가 사용되지 않으므로 장비 가격 및 공정 비용이 저렴하고, 대면적 패터닝이 가능하며, 공정 시간이 짧기 때문에 수율이 높은 장점이 있다.Meanwhile, nanoimprinting lithography technology for forming fine patterns is known. Nanoimprinting lithography technology is a technology that imprints a polymer layer (e.g., resin) formed on a substrate with a lithographically patterned stamp. Since patterns are formed using this operating principle, no optical devices are used, so equipment and process costs are low, large-area patterning is possible, and the process time is short, so there are advantages of high yield.

그러나, 이러한 나노임프린팅 리소그래피 기술에서도 해결해야 할 문제가 있다.However, there are problems that need to be solved in this nanoimprinting lithography technology as well.

첫 번째는 불균일한 가압으로 인한 결함(defect) 발생이다. 도 5a를 참조하면, 기판(30) 위에 적층된 고분자층(20)에 스탬프(10)를 가압하면 잔여층(residual layer)이 형성되는데, 압력의 크기에 따라 잔여층의 두께가 달라진다. 즉, 도 5a에 도시된 바와 같이, 스탬프(10) 상에 큰 압력(High P)이 가해지면 고분자층(20)의 두께(H1)가 얇아지고, 작은 압력(Low P)이 가해지면 고분자층(20)의 두께(H2)가 두꺼워진다. 따라서, 스탬프(10)에 불균일한 압력이 가해지면 잔여층의 두께가 일정하지 않게 되고, 이로 인해 추후의 공정 등을 진행할 때 대면적에 패턴이 균일하게 형성되지 못하는 문제가 발생한다.The first is the occurrence of defects due to uneven pressurization. Referring to FIG. 5A, when the stamp 10 is pressed on the polymer layer 20 laminated on the substrate 30, a residual layer is formed, and the thickness of the residual layer varies depending on the amount of pressure. That is, as shown in Figure 5a, when a large pressure (High P) is applied on the stamp 10, the thickness (H1) of the polymer layer 20 becomes thin, and when a small pressure (Low P) is applied, the polymer layer becomes thinner. The thickness (H2) of (20) becomes thicker. Therefore, when uneven pressure is applied to the stamp 10, the thickness of the remaining layer becomes inconsistent, which causes a problem in which the pattern is not uniformly formed over a large area during subsequent processes.

두 번째는 스탬프와 고분자층 사이에 형성된 버블로 인한 결함(defect) 발생이다. 도 5b를 참조하면, 스탬프(10)가 고분자층(20)을 가압하는 과정에서 스탬프(10)와 고분자층(20) 사이에 형성된 버블(B, 예를 들어, 공기)이 빠져나가지 못하면, 버블(B)이 존재하는 공간에 레진이 들어차지 못하여 패턴이 제대로 형성되지 않는 문제가 발생한다. 도 5b의 (c)에는 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 임프린팅 공정 과정에서 버블(B)로 인해 결함이 발생한 부위를 확대한 이미지가 도시되어 있다.The second is the occurrence of defects due to bubbles formed between the stamp and the polymer layer. Referring to Figure 5b, if the bubble (B, for example, air) formed between the stamp 10 and the polymer layer 20 does not escape during the process of the stamp 10 pressing the polymer layer 20, the bubble A problem occurs in which the pattern is not properly formed because the resin cannot fill the space where (B) exists. Figure 5b (c) shows an enlarged image of the area where a defect occurred due to a bubble (B) during the imprinting process through a scanning electron microscope (SEM).

상술한 문제를 해결하기 위해 종래에는, 롤러를 이용하여 스탬프에 압력을 가하거나, 공압을 이용하는 임프린팅 장치가 사용되었다.To solve the above-described problem, an imprinting device that applies pressure to a stamp using a roller or uses pneumatic pressure has been used conventionally.

도 6에 도시된 바와 같이, 롤러(R)를 이용한 임프린팅 장치는 스탬프(10) 상에 순차적으로 가압하므로, 임프린팅 공정이 수행되는 동안 스탬프(10)와 고분자층(20) 사이가 벌어지므로, 이 공간을 통해 버블이 제거할 수 있었다. 그러나, 롤러(R)를 이용한 임프리팅 방식은 스탬프(10) 상의 모든 지점에 롤러(R)에 의해 균일한 압력이 가해질 수 없는 문제가 있으며, 가압 방식, 기판 및 스탬프의 종류 등이 제한적이라는 한계가 있다.As shown in FIG. 6, the imprinting device using the roller R sequentially pressurizes the stamp 10, so that the space between the stamp 10 and the polymer layer 20 spreads while the imprinting process is performed. , through this space the bubbles could be removed. However, the imprinting method using the roller (R) has the problem that uniform pressure cannot be applied by the roller (R) to all points on the stamp (10), and the pressing method, substrate, and type of stamp are limited. There are limits.

또한, 종래 공압을 이용한 임프린팅 장치는 탄성체판을 이용하여 스탬프에 가압하는 방식을 사용하나, 스탬프를 한 번에 가압하므로 버블로 인한 결함 발생 문제는 해결하지 못한다.In addition, the conventional imprinting device using pneumatic pressure uses an elastic plate to pressurize the stamp, but since the stamp is pressed at once, it does not solve the problem of defects caused by bubbles.

한국등록특허 제10-1291719호Korean Patent No. 10-1291719

본 발명의 과제는 상술한 종래 기술이 가진 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로, 임프린팅 공정에 있어 발생될 수 있는 불균일 가압 문제와 버블 이슈를 모두 해결할 수 있는 기술을 제공함에 있다.The object of the present invention was designed to solve the problems of the above-described prior art, and is to provide a technology that can solve both the non-uniform pressurization problem and the bubble issue that may occur in the imprinting process.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치는, 복수의 가압공간을 가지는 상부챔버; 내부공간을 가지며, 상기 상부챔버와 결합하는 하부챔버; 상기 상부챔버와 하부챔버 사이에 배치되고, 상기 가압공간의 일측을 형성하는 탄성체판; 및 상기 복수의 가압공간에 공압이 인가되도록 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 복수의 가압공간은 2차원 형태로 배열되고, 상기 가압공간으로 공압이 인가되면 상기 탄성체판이 팽창하면서 상기 내부공간에 놓인 상기 스탬프를 가압하여 기판 위에 배치된 고분자층에 임프린팅을 수행한다.An imprinting device having multiple chambers according to the present invention for achieving the above object includes an upper chamber having a plurality of pressurized spaces; a lower chamber having an internal space and coupled to the upper chamber; an elastic plate disposed between the upper chamber and the lower chamber and forming one side of the pressurized space; and a control unit that controls pneumatic pressure to be applied to the plurality of pressurized spaces, wherein the plurality of pressurized spaces are arranged in a two-dimensional shape, and when pneumatic pressure is applied to the pressurized spaces, the elastic plate expands and is placed in the internal space. The stamp is pressed to perform imprinting on the polymer layer disposed on the substrate.

바람직하게는, 본 발명에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치는 공압을 발생시키는 공압발생기; 및 상기 공압발생기와 상기 복수의 가압공간 각각을 연결하여 공기가 흐를 수 있는 유로관;을 더 포함한다.Preferably, the imprinting device with multiple chambers according to the present invention includes a pneumatic pressure generator that generates pneumatic pressure; and a flow pipe through which air flows by connecting the pneumatic generator and each of the plurality of pressurized spaces.

또한, 바람직하게는, 상기 유로관에는 공압의 세기를 조절할 수 있는 공압조절기가 장착되는 것을 특징으로 한다.Also, preferably, the flow pipe is equipped with a pneumatic regulator capable of controlling the intensity of pneumatic pressure.

또한, 바람직하게는, 상기 상부챔버에는 상기 가압공간을 형성하도록 복수의 격벽이 형성되는 것을 특징으로 한다.Also, preferably, a plurality of partition walls are formed in the upper chamber to form the pressurized space.

또한, 바람직하게는, 상기 탄성체판은 상기 격벽의 하단에 부착되는 것을 특징으로 한다.Also, preferably, the elastic plate is attached to the lower end of the partition wall.

또한, 바람직하게는, 상기 복수의 가압공간은, 상기 내부공간 중 상기 스탬프의 외측에 위치한 공간을 가압하도록 외측 가압공간을 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, preferably, the plurality of pressurizing spaces include an outer pressurizing space to pressurize a space located outside the stamp among the inner spaces.

또한, 바람직하게는, 상기 복수의 가압공간은 각각 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.Also, preferably, the plurality of pressurized spaces each have the same size.

또한, 바람직하게는, 상기 복수의 가압공간에 인가된 공압의 크기는 동일한 것을 특징으로 한다.Also, preferably, the magnitude of the pneumatic pressure applied to the plurality of pressurized spaces is the same.

또한, 바람직하게는, 상기 복수의 가압공간으로 공압이 순차적으로 인가되는 것을 특징으로 한다.Also, preferably, pneumatic pressure is sequentially applied to the plurality of pressurized spaces.

또한, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 복수의 가압공간 중 제1 가압공간에 공압을 인가한 후 이웃하는 제2 가압공간에 공압을 인가하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.Also, preferably, the control unit applies pneumatic pressure to a first pressurized space among the plurality of pressurized spaces and then controls to apply pneumatic pressure to an adjacent second pressurized space.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 복수의 가압공간 중 일측 열에 배치된 가압공간에서 타측 열에 배치된 가압공간으로 순차적으로 공압을 인가하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the control unit is characterized in that it controls the sequential application of pneumatic pressure from the pressurization space arranged in one row of the plurality of pressurization spaces to the pressurization space arranged in the other row.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 복수의 가압공간 중 중심영역에 위치한 가압공간에서 그 둘레 영역에 위치한 가압공간으로 순차적으로 공압을 인가하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the control unit is characterized in that it controls the sequential application of pneumatic pressure from the pressurization space located in the central area among the plurality of pressurization spaces to the pressurization space located in the peripheral area.

본 발명에 따르면 다중 챔버인 복수의 가압공간에 동일한 크기의 공압이 인가되도록 제어함으로써 스탬프에 가해지는 압력이 균일하므로, 종래 임프린팅 공정시 발생될 수 있는 불균일 가압 문제가 해결될 수 있다.According to the present invention, the pressure applied to the stamp is uniform by controlling the application of the same amount of pneumatic pressure to a plurality of pressurizing spaces, which are multi-chambers, so that the problem of uneven pressurization that may occur during the conventional imprinting process can be solved.

또한, 본 발명에 따르면 다중 챔버인 복수의 가압공간에 순차적으로 공압이 인가되도록 제어함으로써 스탬프와 고분자층 사이에 형성될 수 있는 버블이 제거될 수 있으므로, 종래 임프린팅 공정시 발생될 수 있는 버블 이슈가 해결될 수 있다.In addition, according to the present invention, bubbles that may form between the stamp and the polymer layer can be removed by controlling pneumatic pressure to be applied sequentially to a plurality of pressurized spaces, which are multi-chambers, thereby eliminating bubble issues that may occur during the conventional imprinting process. can be solved.

또한, 본 발명에 따르면, 스탬프의 재질이 경질이거나 연질인 경우에도 임프린팅 공정이 안정적으로 수행될 수 있는 장점이 있다.Additionally, according to the present invention, there is an advantage that the imprinting process can be performed stably even when the stamp material is hard or soft.

또한, 본 발명에 따르면, 고분자층인 레진의 경화 속도, 점도 등에 따라 각 가압공간에 공압을 인가하는 시간 및 방향 등을 다양하게 설정할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that the time and direction for applying pneumatic pressure to each pressurized space can be set in various ways depending on the curing speed and viscosity of the resin, which is a polymer layer.

도 1은 본 발명에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치의 작동 과정을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치에서 각 가압공간에 공압이 인가되는 순서를 나타내기 위해 상부에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치에서 각 가압공간에 공압이 인가되는 순서를 나타내기 위해 상부에서 바라본 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 종래 나노 임프린트 리소그래피 기술의 문제점을 나타낸 도면으로, 도 5a는 스탬프에 불균일한 가압이 수행되는 경우의 문제점을 나타낸 도면이고, 도 5b는 스탬프와 레진 사이에 버블이 발생하는 경우의 문제점을 나타낸 도면이다.
도 6은 종래 롤러를 이용한 임프린팅 기술의 문제점을 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an imprinting device with multiple chambers according to the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view showing the operation process of the imprinting device with multiple chambers according to the present invention.
Figure 3 is a view viewed from the top to show the order in which pneumatic pressure is applied to each pressurized space in the imprinting device with multiple chambers according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view viewed from the top to show the order in which pneumatic pressure is applied to each pressurized space in an imprinting device with multiple chambers according to another embodiment of the present invention.
Figures 5A and 5B are diagrams showing problems with conventional nanoimprint lithography technology. Figure 5A is a diagram showing problems when uneven pressure is applied to the stamp, and Figure 5B is a diagram showing problems when bubbles are generated between the stamp and the resin. This is a drawing showing the problem.
Figure 6 is a diagram showing problems with imprinting technology using a conventional roller.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, an imprinting device having multiple chambers according to a preferred embodiment will be described in detail as follows. Here, the same symbols are used for the same components, and repetitive descriptions and detailed descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the invention are omitted. Embodiments of the invention are provided to more completely explain the invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

도 1은 본 발명에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an imprinting device with multiple chambers according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치는 상부챔버(100), 탄성체판(200), 하부챔버(300) 및 제어부(미도시)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the imprinting device with multiple chambers according to the present invention includes an upper chamber 100, an elastic plate 200, a lower chamber 300, and a control unit (not shown).

상부챔버(100)는 임프린팅 공정이 수행되기 위한 작업공간의 상부를 형성하는 구성이다. 상부챔버(100)는 유체의 압력을 충분히 견딜 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 여기서, 유체는 액체 및 기체를 포함하는 것으로 본 명세서에서는 유체가 공기인 것으로 설명한다.The upper chamber 100 forms the upper part of the work space for performing the imprinting process. The upper chamber 100 may be made of a material that can sufficiently withstand the pressure of fluid. Here, the fluid includes liquid and gas, and in this specification, the fluid is explained as air.

상부챔버(100)에는 복수의 가압공간(102)이 형성된다. 각 가압공간을 하나의 작은 챔버라 본다면 본 발명의 상부챔버는 다중 챔버라 할 수 있다.A plurality of pressurized spaces 102 are formed in the upper chamber 100. If each pressurized space is viewed as one small chamber, the upper chamber of the present invention can be said to be a multiple chamber.

도 1을 참조하면, 상부챔버(100)의 가압공간(102)은 격벽(104)에 의해 복수개의 공간으로 구획되어 있으며, 각 가압공간은 격벽(104)에 의해 서로 분리되어 있다. 최외측에 위치한 가압공간(102)은 상부챔버(100)의 외측벽(101)을 측면으로 가지며, 나머지 가압공간(102)은 격벽(104)을 측면으로 가진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 격벽(104)은 복수 개로 형성되어 가압공간(102)을 복수 개로 분리한다. 복수의 가압공간(102)의 하면은 후술할 하부챔버(300)의 내부공간(S)을 바라보도록 형성된다.Referring to FIG. 1, the pressurized space 102 of the upper chamber 100 is divided into a plurality of spaces by a partition wall 104, and each pressurized space is separated from each other by a partition wall 104. The pressurized space 102 located at the outermost side has the outer wall 101 of the upper chamber 100 as its side, and the remaining pressurized space 102 has the partition wall 104 as its side. As shown in FIG. 1, a plurality of partition walls 104 are formed to separate the pressurized space 102 into a plurality of partition walls 104. The lower surfaces of the plurality of pressurized spaces 102 are formed to face the internal space S of the lower chamber 300, which will be described later.

본 발명의 일 실시예에서 각 격벽(104)의 길이(도 1에 도시된 격벽의 세로길이)는 동일하게 형성된다. 그리고, 각 격벽(104)의 하단 위치와 상부챔버(100)의 외측벽(101) 하단 위치는 동일하게 형성되므로, 상부챔버(100)를 옆에서 바라봤을 때 상부챔버(100)와 격벽(104)의 하단면은 일치하게 된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서 격벽(104)의 길이는 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 격벽(104) 중 중간에 위치한 격벽(104)의 길이는 길게 형성되고 외측으로 갈수록 격벽(104)의 길이가 짧아지도록 형성될 수 있다. 즉, 스탬프(316)의 재질, 레진(314)의 종류 등 임프린팅 작업의 목적을 고려하여 격벽(104)의 길이는 다양하게 설정될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the length of each partition 104 (vertical length of the partition shown in FIG. 1) is formed to be the same. In addition, since the bottom position of each partition 104 and the bottom position of the outer wall 101 of the upper chamber 100 are formed to be the same, when the upper chamber 100 is viewed from the side, the upper chamber 100 and the partition wall 104 The bottom surfaces of are coincident. However, in other embodiments of the present invention, the length of the partition wall 104 may be set differently. For example, the partition wall 104 located in the middle of the plurality of partition walls 104 may be formed to be long, and the length of the partition wall 104 may be formed to become shorter as it moves outward. That is, the length of the partition wall 104 can be set in various ways in consideration of the purpose of the imprinting operation, such as the material of the stamp 316 and the type of resin 314.

격벽(104)은 가압공간(102)을 2차원 형태로 배열되도록 형성된다(도 3 및 도 4 참조). 구체적으로, 상부챔버(100)의 하면을 바라보았을 때, 격벽(104)은 격자형태로 형성되어 가압공간(102)을 제1 방향(예를 들어 x축 방향) 및 제2 방향(예를 들어 y축 방향)으로 복수개로 배열되도록 한다. 즉, 가압공간(102)은 격벽(140)에 의해 복수의 열과 행을 가진 2차원 형태로 배열된다.The partition wall 104 is formed to arrange the pressurized space 102 in a two-dimensional form (see FIGS. 3 and 4). Specifically, when looking at the lower surface of the upper chamber 100, the partition walls 104 are formed in a lattice shape to direct the pressurized space 102 in a first direction (e.g., x-axis direction) and a second direction (e.g., Arrange them in plural numbers in the y-axis direction. That is, the pressurized space 102 is arranged in a two-dimensional form with a plurality of columns and rows by the partition wall 140.

본 발명의 일 실시예에서 전체 가압공간은 사각형으로 형성된다(도 3 및 도 4 참조). 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서 전체 가압공간은 다각형, 원형, 타원형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the entire pressurized space is formed in a square shape (see FIGS. 3 and 4). However, in other embodiments of the present invention, the entire pressurized space may have various shapes such as polygonal, circular, or oval.

본 발명의 일 실시예에서 각 가압공간(102)은 서로 동일한 크기(부피)를 가지며, 각 가압공간(102)의 하면(하부챔버의 내부공간을 바라보는 면)은 사각형으로 형성되며, 그 면적(이하, '하단 면적'이라 함)은 동일하다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서 각 가압공간(102)의 크기는 서로 다르게 구성될 수 있고, 각 가압공간(102)의 하면 형태 및 하단 면적도 서로 상이하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 전체 가압공간(102) 중 중간에 위치한 가압공간(102)의 하단 면적은 크게 형성되고 그 주위에 위치한 가압공간(102)의 하단 면적은 그보다 작게 형성되거나, 반대로 중간에 위치한 위치한 가압공간의 하단 면적은 작게 형성되고 그 주위에 위치한 가압공간의 하면 면적은 크게 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, each pressurized space 102 has the same size (volume), and the lower surface (the surface facing the inner space of the lower chamber) of each pressurized space 102 is formed in a square shape, and the area is (hereinafter referred to as 'bottom area') is the same. However, in other embodiments of the present invention, the size of each pressurized space 102 may be configured differently, and the shape and bottom area of each pressurized space 102 may also be configured differently. For example, the bottom area of the pressurization space 102 located in the middle of the entire pressurization space 102 is formed to be large and the bottom area of the pressurization space 102 located around it is formed to be smaller than that, or, conversely, the bottom area of the pressurization space 102 located in the middle is formed to be smaller. The bottom area of the space may be small, and the bottom area of the pressurized space located around it may be large.

본 발명의 일 실시예에서 가압공간(102)은 상부챔버(100)의 내부 전체 공간에 형성되어 있다. 그러나 본 발명의 다른 실시예에서 가압공간(102)은 스탬프(316)를 가압할 수 있도록 상부챔버(100) 중 특정 위치에만 형성될 수도 있다.In one embodiment of the present invention, the pressurized space 102 is formed in the entire interior space of the upper chamber 100. However, in another embodiment of the present invention, the pressurizing space 102 may be formed only at a specific location in the upper chamber 100 to pressurize the stamp 316.

정리하면, 상술한 전체 가압공간(102) 또는 각 가압공간(102)의 크기, 가압공간(102)의 하단 면적 등은 스탬프(316)의 재질, 레진(314)의 종류 등 임프린팅 작업의 목적을 고려하여 격벽(104)의 길이는 다양하게 설정될 수 있다.In summary, the size of the entire pressurized space 102 or each pressurized space 102, the bottom area of the pressurized space 102, etc. are determined by the purpose of the imprinting operation, such as the material of the stamp 316 and the type of resin 314. Considering this, the length of the partition wall 104 can be set in various ways.

한편, 상부챔버(100)에는 가압공간(102)으로 공기를 공급하는 공압발생기(110)가 연결된다. 공압발생기(110)는 압축 공기를 생산하는 것으로, 컴프레서 또는 블로어일 수 있다.Meanwhile, a pneumatic pressure generator 110 that supplies air to the pressurized space 102 is connected to the upper chamber 100. The pneumatic generator 110 produces compressed air and may be a compressor or blower.

각 가압공간(102)에는 공압발생기(110)로부터 공급된 공기가 유동할 수 있는 유로관(112)이 연결된다. 즉, 유로관(112)의 일단은 공압발생기(110)에 연결되고, 타단은 상부챔버(100)를 통해 각 가압공간(102)내로 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서 유로관(112)의 개수는 가압공간(102)의 개수만큼 형성되어 있다.A flow pipe 112 through which air supplied from the pneumatic generator 110 can flow is connected to each pressurized space 102. That is, one end of the flow pipe 112 is connected to the pneumatic generator 110, and the other end is connected into each pressurized space 102 through the upper chamber 100. In one embodiment of the present invention, the number of flow pipes 112 is equal to the number of pressurized spaces 102.

각 유로관(112)에는 가압공간(102)내 공압의 세기를 조절할 수 있는 공압조절기(114)가 장착되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서 공압조절기(114)는 가압공간 내의 불안정한 공압을 제원에 맞도록 적절한 압력으로 조절하여 안정시키는 기능을 수행한다.Each flow pipe 112 is equipped with a pneumatic regulator 114 that can adjust the strength of the pneumatic pressure in the pressurized space 102. In one embodiment of the present invention, the pneumatic pressure regulator 114 performs the function of stabilizing the unstable air pressure in the pressurized space by adjusting it to an appropriate pressure to meet the specifications.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 각 유로관(112)에는 공기의 출입을 단속하거나, 공기의 흐름 양 또는 속도를 조절할 수 있는 밸브(미도시)가 장착될 수 있다. 이러한 밸브는 전자 제어를 위한 솔레노이드 밸브일 수 있다.Meanwhile, although not shown in the drawing, each flow pipe 112 may be equipped with a valve (not shown) that can regulate the inflow and outflow of air or adjust the amount or speed of air flow. These valves may be solenoid valves for electronic control.

탄성체판(200)은 상부챔버(100)와 하부챔버(300)를 구분하도록 상부챔버(100) 및 격벽(104)의 하단에 부착된다. 탄성체판(200)은 고무 등 공압에 의해 탄성 변형 가능한 고분자 물질로 구성될 수 있다.The elastic plate 200 is attached to the lower ends of the upper chamber 100 and the partition wall 104 to distinguish the upper chamber 100 and the lower chamber 300. The elastomer plate 200 may be made of a polymer material that can be elastically deformed by pneumatic pressure, such as rubber.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 각 격벽(104)의 하단 위치와 상부챔버(100)의 외측벽(101) 하단 위치는 동일하게 형성되므로, 탄성체판(200)은 상부챔버(100)의 하단에 평면 상태로 부착된다. 그리고, 탄성체판(200)의 외측단은 상부챔버(100)의 외측벽(101) 하단에 부착된다. 이렇게 되면, 탄성체판(200)은 상부챔버(100)의 하면 전체를 덮게 된다.As described above, in one embodiment of the present invention, the bottom position of each partition 104 and the bottom position of the outer wall 101 of the upper chamber 100 are formed to be the same, so the elastic plate 200 is positioned in the upper chamber 100. It is attached in a flat state to the bottom of the. And, the outer end of the elastic plate 200 is attached to the lower end of the outer wall 101 of the upper chamber 100. In this case, the elastic plate 200 covers the entire lower surface of the upper chamber 100.

각 가압공간(102)은 탄성체판(200)이 상부챔버(100) 및 격벽(104)의 하단에 부착됨으로써 완전 밀폐된다. 따라서, 어느 하나의 가압공간(102)에 공기가 유입되어도 다른 가압공간(102)들에는 영향을 주지 않는다.Each pressurized space 102 is completely sealed by attaching an elastic plate 200 to the lower end of the upper chamber 100 and the partition wall 104. Therefore, even if air flows into one pressurized space 102, it does not affect the other pressurized spaces 102.

가압공간(102)에 공압이 인가되면 가압공간(102)의 외부로 탄성체판(200)이 팽창하게 되며, 반대로 가압공간(102)에 인가된 공압이 해제되면 다시 원래의 상태, 즉 상부챔버(100)의 하면과 평평한 상태로 복귀할 수 있다. 이때, 가압공간(102)내의 공기는 유로관(112)을 통해 유입 또는 유출될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에서 각 가압공간(102)에는 탄성체판(200)이 가압공간(102) 내로 수축하도록 하는 부압이 작용하지는 않으나, 실시예에 따라 부압이 작용할 수도 있다.When pneumatic pressure is applied to the pressurized space 102, the elastic plate 200 expands to the outside of the pressurized space 102. Conversely, when the pneumatic pressure applied to the pressurized space 102 is released, it returns to its original state, that is, the upper chamber ( 100) and can return to a flat state. At this time, air in the pressurized space 102 may flow in or out through the flow pipe 112. Meanwhile, in one embodiment of the present invention, negative pressure that causes the elastic plate 200 to contract into the pressure space 102 does not apply to each pressurized space 102, but negative pressure may apply depending on the embodiment.

하부챔버(300)는 임프린팅 공정이 수행되기 위한 작업 공간의 하부를 형성하는 구성이다. 상부챔버(100)와 하부챔버(300)은 서로 체결될 수 있다. 상부챔버(100)와 하부챔버(200)은 체결 수단의 조작에 따라 체결되거나 체결해제될 수 있다. 여기서, 가압공간(102)의 하면은 내부공간(S)을 바라보게 된다.The lower chamber 300 forms the lower part of the work space for performing the imprinting process. The upper chamber 100 and the lower chamber 300 may be fastened to each other. The upper chamber 100 and the lower chamber 200 may be fastened or unfastened according to the manipulation of the fastening means. Here, the lower surface of the pressurized space 102 faces the internal space (S).

도 1에 도시된 바와 같이, 상부챔버(100)의 외측벽(101)과 하부챔버(300)의 외측벽(301)이 서로 맞닿도록 체결됨으로써 작업 공간은 밀폐된다. 이때, 탄성체판(200)의 외측단은 상부챔버(100)와 하부챔버(300)사이에 배치된다. 상부챔버(100)와 하부챔버(300)의 접촉면 사이에는 공기의 누설을 방지하기 위한 실링재가 설치될 수 있다.As shown in FIG. 1, the outer wall 101 of the upper chamber 100 and the outer wall 301 of the lower chamber 300 are fastened to each other, thereby sealing the work space. At this time, the outer end of the elastic plate 200 is disposed between the upper chamber 100 and the lower chamber 300. A sealing material may be installed between the contact surface of the upper chamber 100 and the lower chamber 300 to prevent air leakage.

하부챔버(300)는 유체의 압력을 충분히 견딜 수 있는 재질로 구성될 수 있다.The lower chamber 300 may be made of a material that can sufficiently withstand the pressure of the fluid.

하부챔버(300)에는 기판(312), 고분자층(314) 및 스탬프(316)가 놓일 수 있는 내부 공간(S)이 형성된다. 기판(312), 고분자층(314) 및 스탬프(316)는 순서대로 적층되어 구성(이하, 기판 적층체라 함)될 수 있다.An internal space (S) in which the substrate 312, the polymer layer 314, and the stamp 316 can be placed is formed in the lower chamber 300. The substrate 312, the polymer layer 314, and the stamp 316 may be stacked in order (hereinafter referred to as a substrate stack).

스탬프(316)는 기판(314) 상에 도포된 고분자 수지(resin, 레진층 또는 고분자층)에 원하는 패턴을 전사하는 구성으로, 고분자 수지와 접하는 하부면에 전사하고자 하는 패턴이 새겨져 있다.The stamp 316 is configured to transfer a desired pattern to a polymer resin (resin layer or polymer layer) applied on the substrate 314, and the pattern to be transferred is engraved on the lower surface in contact with the polymer resin.

본 발명의 일 실시예에서 하부챔버(300)의 내부공간(S1) 중 상기 기판 적층체가 점유하는 공간의 외측에는 외측공간(S1)이 형성된다. 즉, 가압공간(102) 중에서, 기판 적층체, 더 구체적으로는 스탬프(316)를 바라보는 가압공간을 제외한 나머지 가압공간은 외측공간(S1)을 바라보고 있다. 본 발명의 일 실시예에서 외측공간(S1)을 바라보는 가압공간(외측 가압공간)은 스탬프(316)의 둘레를 따라 형성된다. 즉, 가압공간(102) 중 스탬프(316)와 마주보는 가압공간(102)들은 실질적으로 스탬프(316)를 가압하기 위한 것이고, 외측공간(S1)을 바라보는 가압공간(102)들은 기판 적층체가 이동하지 않도록 고정하기 위한 것일 수 있다. 하부챔버(300)의 내부공간 중 외측공간(S1)을 바라보는 외측 가압공간은 스탬프(316)의 측벽을 가압할 수 있다.In one embodiment of the present invention, an external space S1 is formed outside the space occupied by the substrate stack among the internal spaces S1 of the lower chamber 300. That is, among the pressurized spaces 102, except for the pressurized space that faces the substrate stack, more specifically, the stamp 316, the remaining pressurized spaces face the outer space S1. In one embodiment of the present invention, a pressurized space (outer pressurized space) facing the outer space S1 is formed along the circumference of the stamp 316. That is, among the pressurization spaces 102, the pressurization spaces 102 facing the stamp 316 are actually for pressuring the stamp 316, and the pressurization spaces 102 facing the outer space S1 are for the substrate stack. It may be to secure it so that it does not move. The outer pressurizing space facing the outer space S1 among the inner spaces of the lower chamber 300 can pressurize the side wall of the stamp 316.

한편, 기판(312) 및 스탬프(316)의 크기 또는 형상에 따라 외측공간(S1)의 크기는 다양하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 가압공간(102) 중 외측 가압공간의 개수 또한 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에는 외측 가압공간이 스탬프(316)의 둘레를 따라 1줄로 형성되어 있으나, 2줄 또는 그 이상으로 형성될 수 있다.Meanwhile, the size of the outer space S1 may vary depending on the size or shape of the substrate 312 and the stamp 316. Accordingly, the number of outer pressurized spaces among the pressurized spaces 102 may also be changed. For example, in Figures 1 and 2, the outer pressure space is formed in one line along the circumference of the stamp 316, but it may be formed in two lines or more.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외측 가압공간에 위치한 탄성체판(200)이 팽창하였을 때 팽창된 부분이 스탬프(316)의 측벽에 닿는 것을 감지하기 위한 제1 센서가 더 마련될 수 있다. 후술하겠으나, 제어부는 이러한 제1 센서(미도시)에 의한 정보에 따라 탄성체판(200)이 기판 및 스탬프의 측벽에 닿도록 공압 크기를 제어할 수 있다.Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, when the elastic plate 200 located in the outer pressurizing space is expanded, a first sensor may be further provided to detect that the expanded portion touches the side wall of the stamp 316. . As will be described later, the control unit may control the level of pneumatic pressure so that the elastic plate 200 touches the substrate and the side wall of the stamp according to the information provided by the first sensor (not shown).

제어부(미도시)는 가압공간(102)으로 공압이 인가되도록 제어한다. 제어부는 공압발생기(110), 공압조절기(114), 밸브(미도시) 등에 연결되어 가압공간(102)내로 흐르는 공기의 유동, 공압의 세기 등을 제어한다.The control unit (not shown) controls pneumatic pressure to be applied to the pressurized space 102. The control unit is connected to the pneumatic generator 110, the pneumatic regulator 114, and the valve (not shown) to control the flow of air flowing into the pressurized space 102 and the intensity of pneumatic pressure.

제어부는 각 가압공간(102)에 균일한 공압이 인가되도록 제어한다. 이는 공압조절기(114)를 통해 수행할 수 있다. 실시예에 따라서는 가압공간 내의 공압 정보를 실시간으로 수집하기 위한 센서가 더 마련될 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 제어부의 제어 동작에 따라 스탬프(316)의 상면에는 항상 균일한 압력이 인가될 수 있다.The control unit controls so that uniform pneumatic pressure is applied to each pressurized space 102. This can be accomplished through the pneumatic regulator 114. Depending on the embodiment, a sensor may be further provided to collect pneumatic information in the pressurized space in real time. Therefore, according to the present invention, uniform pressure can always be applied to the upper surface of the stamp 316 according to the control operation of the control unit.

제어부는 기판(312) 및 스탬프(316)의 측벽을 가압하기 위해 공압을 인가하는데, 이때 탄성체판(200)이 측벽을 제대로 가압하지 않을 때는 공압을 더 인가하거나 덜 인가할 수 있다. 예를 들어, 기판 및 스탬프의 측벽 위치가 외측 가압공간이 위치하는 격벽 위치와 정확하게 일치하지 않는 경우에는 외측 가압공간에 공압을 더 인가하거나 덜 인가하여 탄성체판(200)의 팽창 정도를 조절함으로써 측벽을 정확하게 가압하도록 제어할 수 있다. 여기서, 외측 가압공간의 격벽 하단과 기판 및 스탬프의 측벽 위치가 일치하는지 여부를 감지하는 제2 센서가 더 마련될 수 있다. 제어부는 상술한 제1 센서 또는 제2 센서의 감지 정보를 이용하여 외측 가압공간에 인가하는 공압의 크기를 조절할 수 있다.The control unit applies pneumatic pressure to pressurize the side walls of the substrate 312 and the stamp 316. At this time, if the elastic plate 200 does not properly pressurize the side walls, more or less pneumatic pressure may be applied. For example, if the position of the side wall of the substrate and stamp does not exactly match the position of the partition where the outer pressurizing space is located, the degree of expansion of the elastic plate 200 is adjusted by applying more or less pneumatic pressure to the outer pressurizing space to expand the side wall. can be controlled to accurately pressurize. Here, a second sensor may be further provided to detect whether the positions of the bottom of the partition wall of the outer pressurized space and the side walls of the substrate and the stamp match. The control unit can adjust the size of the pneumatic pressure applied to the external pressurized space using detection information from the above-described first sensor or second sensor.

본 발명의 일 실시예에서 제어부는 전체 가압공간에 공압을 인가하되, 복수의 가압공간(102)에 공압이 순차적으로 인가되도록 제어한다. 즉, 제어부는 가압공간 중 제1 가압공간에 공압을 인가한 후 이웃하는 제2 가압공간에 공압을 인가하도록 제어할 수 있다. 이때, 제1 가압공간의 위치는 전체 가압공간 중 임의의 위치일 수 있다. 또한, 제어부가 처음에 인가하거나 이후에 인가하는 가압공간은, 전체 가압공간 중 하나이거나 특정한 영역의 가압공간일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the control unit applies pneumatic pressure to the entire pressurized space and controls the pneumatic pressure to be applied sequentially to the plurality of pressurized spaces 102. That is, the control unit may control the air pressure to be applied to the first pressurized space among the pressurized spaces and then to apply the pneumatic pressure to the adjacent second pressurized space. At this time, the location of the first pressurized space may be any location among the entire pressurized space. Additionally, the pressurized space that the control unit applies initially or later may be one of the entire pressurized spaces or a pressurized space in a specific area.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어부는 스탬프(316)를 가압하기 위한 가압공간(102)에만 공압을 인가하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the control unit may control to apply pneumatic pressure only to the pressurizing space 102 for pressurizing the stamp 316.

또한, 제어부는 스탬프(316)의 재질을 고려하여 가압공간(102)에 인가하는 공압의 세기를 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 스탬프(316)가 연질 또는 경질인 경우에도 임프린팅 작업이 가능하다.Additionally, the control unit may adjust the strength of the pneumatic pressure applied to the pressurized space 102 in consideration of the material of the stamp 316. Therefore, according to the present invention, an imprinting operation is possible even when the stamp 316 is soft or hard.

또한, 제어부는 고분자층(레진층)의 경화 속도, 점도 등에 따라 가압 시간, 가압 방향 등을 고려하여 가압공간에 공압을 인가하도록 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 다양한 임프린팅 환경 조건에 따라 가압공간에 인가하는 공압의 순서 및 시간 등을 다양하게 프로그래밍할 수 있다.In addition, the control unit can control the application of pneumatic pressure to the pressurized space by considering the pressing time, pressing direction, etc. according to the curing speed and viscosity of the polymer layer (resin layer). Therefore, according to the present invention, the order and time of pneumatic pressure applied to the pressurized space can be programmed in various ways according to various imprinting environmental conditions.

도 2는 본 발명에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치의 작동 과정을 나타낸 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing the operation process of the imprinting device with multiple chambers according to the present invention.

도 2에는 전체 가압공간 일측 끝의 가압공간에서 타측 방향으로 순차적으로 공압이 인가되는 상태가 도시되어 있다. 이하, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 임프린팅 장치의 작동 과정을 설명한다.Figure 2 shows a state in which pneumatic pressure is sequentially applied from the pressurized space at one end of the entire pressurized space to the other side. Hereinafter, with reference to FIG. 2, the operating process of the imprinting device according to the present invention will be described.

도 2의 (a)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상부챔버(100)와 하부챔버(300)가 체결된 상태에서 하부챔버(300)의 내부공간(S)에는 기판 적층체가 놓인다. 상술한 바와 같이, 내부공간(S1) 중 기판 적층체의 외측에는 외측공간(S1)이 형성된다. 그리고, 상부챔버(100)의 가압공간(102)에는 아직 공압이 인가되지 않은 상태이다.In (a) of FIG. 2 , as shown in FIG. 1 , a substrate stack is placed in the internal space S of the lower chamber 300 in a state in which the upper chamber 100 and the lower chamber 300 are fastened. As described above, an external space S1 is formed outside the substrate stack among the internal spaces S1. In addition, pneumatic pressure is not yet applied to the pressurized space 102 of the upper chamber 100.

다음으로, 도 2의 (b)를 참조하면, 제어부는 최외측(도 2에 도시된 좌측끝)에 위치한 가압공간에 공압을 인가한다. 그러면 탄성체판(200)이 팽창하다가 외측공간(S1)의 바닥면과 맞닿으면서 팽창을 멈춘다. 이때 공압이 인가된 가압공간은 스탬프(316)를 가압하기 위한 것이 아닌 스탬프(316)의 위치를 고정하기 위한 것이다.Next, referring to (b) of FIG. 2, the control unit applies pneumatic pressure to the pressurized space located on the outermost side (left end shown in FIG. 2). Then, the elastic plate 200 expands and stops expanding as it comes into contact with the bottom surface of the outer space (S1). At this time, the pressurized space to which pneumatic pressure is applied is not for pressurizing the stamp 316, but for fixing the position of the stamp 316.

다음으로, 도 2의 (c)를 참조하면, 제어부는 도 2의 (b)에 도시된 가압공간에 이웃하는 가압공간으로 공압을 인가한다. 여기서 제어부는 이전 가압공간에 공압을 인가한 상태는 유지되도록 제어한다. 그러면 탄성체판(200)이 팽창하다가 스탬프(316)의 상면 일측 부위를 가압한다. 이때 스탬프(316)의 하단 패턴 부위 중 탄성체판(200)에 의해 가압된 패턴 부위는 고분자층(314)에 임프린팅 되며, 가압되지 않은 스탬프(316)의 나머지 부분은 일측에 가해진 가압력으로 인해 고분자층(314)에 대해 벌어진다.Next, referring to (c) of FIG. 2, the control unit applies pneumatic pressure to a pressurized space adjacent to the pressurized space shown in (b) of FIG. 2. Here, the control unit controls to maintain the state in which pneumatic pressure is applied to the previously pressurized space. Then, the elastic plate 200 expands and presses one side of the upper surface of the stamp 316. At this time, among the lower pattern areas of the stamp 316, the pattern area pressed by the elastic plate 200 is imprinted on the polymer layer 314, and the remaining part of the stamp 316 that is not pressed is polymerized due to the pressing force applied to one side. It takes place for layer 314.

다음으로, 도 2의 (d)를 참조하면, 제어부는 도 2의 (c)에 도시된 상태에서 순차적으로 이웃하는 가압공간으로 공압을 인가하고, 이전 가압공간에 공압을 인가한 상태는 유지하도록 제어한다. 그러면 탄성체판(200)은 순차적으로 팽창하면서 스탬프(316)의 상면을 순차적으로 가압한다. 이때 스탬프(316)의 하단 패턴 부위 중 탄성체판(200)에 의해 가압된 패턴 부위는 순차적으로 고분자층(314)에 임프린팅 되며, 가압되지 않은 스탬프(316)의 나머지 부분은 고분자층(314)에 대해 벌어진다.Next, referring to (d) of FIG. 2, the control unit sequentially applies pneumatic pressure to neighboring pressurized spaces in the state shown in (c) of FIG. 2 and maintains the state of applying pneumatic pressure to the previous pressurized space. Control. Then, the elastic plate 200 sequentially expands and sequentially presses the upper surface of the stamp 316. At this time, among the lower pattern portions of the stamp 316, the pattern portions pressed by the elastomer plate 200 are sequentially imprinted on the polymer layer 314, and the remaining portions of the stamp 316 that are not pressed are imprinted on the polymer layer 314. It happens about.

다음으로, 도 2의 (e)를 참조하면, 제어부는 순차적으로 가압공간에 공압을 인가하다가 최외측(도 2에 도시된 우측끝)에 위치한 가압공간에 공압을 인가하도록 제어한다. 이때, 최외측에 위치한 가압공간에 공압이 인가됨으로써, 스탬프(316)의 위치가 안정되게 고정될 수 있다. 이러한 과정이 끝나면, 전체 임프린팅 공정은 마무리된다.Next, referring to (e) of FIG. 2, the control unit sequentially applies pneumatic pressure to the pressurized space and then controls to apply pneumatic pressure to the pressurized space located on the outermost side (right end shown in FIG. 2). At this time, by applying pneumatic pressure to the outermost pressurized space, the position of the stamp 316 can be stably fixed. Once this process is completed, the entire imprinting process is completed.

마지막으로 도면에는 도시되지 않았으나, 임프린팅 작업이 완료되면 제어부는 공압을 모두 해제한다. 이후, 작업자는 상부챔버(100)와 하부챔버(300) 간 체결을 해제하여 임프린팅된 기판을 인출할 수 있다.Lastly, although not shown in the drawing, when the imprinting work is completed, the control unit releases all pneumatic pressure. Afterwards, the operator can release the fastening between the upper chamber 100 and the lower chamber 300 to remove the imprinted substrate.

상술한 과정을 살펴보면, 탄성체판(200)에 의해 가압된 스탬프(316) 부위는 임프린팅 작업이 정확하게 수행되되, 탄성체판(200)에 의해 가압되지 않은 스탬프 부위는 고분자층(314)에 대해 벌어진 상태이므로, 순차적으로 탄성체판(200)이 팽창하면서 가압되지 않은 스탬프(316)의 벌어진 공간으로 스탬프(316)와 고분자층(314)사이에 형성될 수 있는 버블이 제거되며 임프린팅 작업이 수행될 수 있다.Looking at the above-described process, the imprinting operation is performed accurately on the part of the stamp 316 that is pressed by the elastic plate 200, but the stamp part that is not pressed by the elastic plate 200 is widened with respect to the polymer layer 314. As the elastomer plate 200 expands sequentially, bubbles that may form between the stamp 316 and the polymer layer 314 are removed through the open space of the unpressurized stamp 316, and the imprinting operation can be performed. You can.

한편, 외측공간(S1)의 전체는 탄성체판(200)에 의해 가압됨으로써, 스탬프(316)가 고정될 수 있다. 이후, 스탬프(316)가 고정된 상태에서 패터닝된 기판(312)에 대한 후처리 공정(예를 들어, 경화공정 등)이 안정적으로 수행될 수 있다.Meanwhile, the entire outer space S1 is pressed by the elastic plate 200, so that the stamp 316 can be fixed. Thereafter, a post-processing process (eg, curing process, etc.) on the patterned substrate 312 can be stably performed while the stamp 316 is fixed.

또한, 제어부는 각 가압공간(102)에 동일한 크기의 공압이 인가되도록 제어하므로, 스탬프(316)에 균일한 압력이 가해질 수 있다.In addition, the control unit controls the same amount of pneumatic pressure to be applied to each pressurized space 102, so that uniform pressure can be applied to the stamp 316.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치에서 각 가압공간에 공압이 인가되는 순서를 나타내기 위해 상부에서 바라본 도면이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 챔버를 갖는 임프린팅 장치에서 각 가압공간에 공압이 인가되는 순서를 나타내기 위해 상부에서 바라본 도면이다.Figure 3 is a view viewed from the top to show the order in which pneumatic pressure is applied to each pressurized space in an imprinting device having multiple chambers according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a view viewed from the top according to another embodiment of the present invention. This is a diagram viewed from the top to show the order in which pneumatic pressure is applied to each pressurized space in an imprinting device having a chamber.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 복수의 가압공간(102)은 2차원 형태로 배열된다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 가압공간(102)은 복수의 행과 열로 배열될 수 있다. 도 3 및 도 4에는 가압공간이 7 x 7 행렬로 배열된 상태가 도시되어 있으나, 가압공간의 개수에는 제한이 없다.As described above, the plurality of pressurized spaces 102 according to the present invention are arranged in a two-dimensional form. As shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of pressurized spaces 102 may be arranged in a plurality of rows and columns. Figures 3 and 4 show the pressurized spaces arranged in a 7 x 7 matrix, but there is no limit to the number of pressurized spaces.

한편, 도 3 및 도 4은 각 가압공간(102)으로 공압을 인가하기 위해 각 가압공간에 공압발생기(110)와 유로관(112)이 연결되어 있다는 내용을 설명하기 위한 개념도이다.Meanwhile, FIGS. 3 and 4 are conceptual diagrams to explain that the pneumatic pressure generator 110 and the flow pipe 112 are connected to each pressurized space in order to apply pneumatic pressure to each pressurized space 102.

도 3을 참조하면, 일 실시예로서 제어부는 먼저 중심영역에 위치한 가압공간에 미리 설정된 가압시간동안 공압을 인가하도록 제어한다. 이후, 제어부는 상기 중심 영역의 둘레영역에 배치된 가압공간들에 순차적으로 상기 가압시간동안 공압을 인가하도록 제어한다. 즉, 일 실시예에 따른 공압 인가 방향은 중심에서 둘레 방향이다. 이러한 과정을 거쳐 전체 가압공간들에 공압이 인가된다. 여기서, 동일한 가압시간동안 공압이 인가된 가압공간들의 수에는 제한이 없다. 예를 들어, 중심영역에 위치한 가압공간은 1개의 가압공간이거나 복수 개의 가압공간들일 수 있고, 둘레영역에 위치한 가압공간은 1줄의 가압공간들이거나 복수 줄의 가압공간들일 수 있다.Referring to FIG. 3, in one embodiment, the control unit first controls to apply pneumatic pressure to the pressurization space located in the central area for a preset pressurization time. Thereafter, the control unit controls to sequentially apply pneumatic pressure to the pressurized spaces arranged in the peripheral area of the central area during the pressurizing time. That is, the pneumatic pressure application direction according to one embodiment is from the center to the circumference. Through this process, pneumatic pressure is applied to all pressurized spaces. Here, there is no limit to the number of pressurized spaces to which pneumatic pressure is applied during the same pressurization time. For example, the pressurized space located in the central area may be one pressurized space or a plurality of pressurized spaces, and the pressurized space located in the peripheral area may be one row of pressurized spaces or multiple rows of pressurized spaces.

또한, 변형된 실시예에 따르면, 상술한 실시예에서 중심영역에 위치한 가압공간이 2개 이상인 경우 또는 둘레영역에 위치한 가압공간에 공압이 동시에 인가되지 않을 수 있다. 예를 들어, 중심영역 또는 둘레영역에 위치한 각 가압공간에는 일정한 시간차를 두고 공압이 순서대로 인가될 수 있다.Additionally, according to a modified embodiment, in the case where there are two or more pressurized spaces located in the central area in the above-described embodiment, pneumatic pressure may not be applied simultaneously to the pressurized spaces located in the peripheral area. For example, pneumatic pressure may be applied in order to each pressurized space located in the central area or peripheral area with a certain time difference.

도 4를 참조하면, 다른 실시예로서 제어부는 일측 열(예를 들어, 도 4에 도시된 좌측의 열) 영역에 배치되어 있는 가압공간들에 미리 설정된 가압시간 동안 공압을 인가하도록 제어한다. 이후, 제어부는 상기 일측 열 영역과 이웃하는 타측 열 영역에 배치된 가압공간들에 상기 가압시간동안 공압을 인가하도록 제어한다. 즉, 다른 실시예에 따른 공압 인가 방향은 일측 열에서 타측 열 방향이다. 이러한 과정을 거쳐 전체 가압공간들에 공압이 인가된다. 여기서, 동일한 가압시간동안 공압이 인가된 가압공간들의 수에는 제한이 없다. 예를 들어, 일측 열 영역 또는 타측 열 영역에 위치한 가압공간들은 1열의 가압공간들이거나 복수 열의 가압공간들일 수 있고, 일측 열 영역과 타측 열 영역에 위치한 가압공간들은 동일한 개수이거나 서라 다른 개수의 가압공간들일 수 있다.Referring to FIG. 4, in another embodiment, the control unit controls to apply pneumatic pressure to the pressurized spaces arranged in one column (for example, the left column shown in FIG. 4) for a preset pressurization time. Thereafter, the control unit controls to apply pneumatic pressure to the pressurized spaces arranged in the other row area adjacent to the one row area during the pressurization time. That is, the pneumatic pressure application direction according to another embodiment is from one column to the other column. Through this process, pneumatic pressure is applied to all pressurized spaces. Here, there is no limit to the number of pressurized spaces to which pneumatic pressure is applied during the same pressurization time. For example, the pressurized spaces located in one thermal area or the other thermal area may be one row of pressurized spaces or multiple rows of pressurized spaces, and the pressurized spaces located in one thermal area and the other thermal area may be the same number or different numbers of pressurized spaces. It could be spaces.

또한, 변형된 실시예에 따르면, 상술한 실시예에서 일측 열의 경우에 공압이 동시에 인가되지 않을 수 있다. 예를 들어, 특정 위치의 가압공간에 공압이 인가된 후 일정 시간이 경과한 후 공압이 인가되지 않은 이웃하는 가압공간으로 일정 시간의 시차를 두고 공압이 순차적으로 인가될 수도 있다.Additionally, according to a modified embodiment, in the case of one row in the above-described embodiment, pneumatic pressure may not be applied simultaneously. For example, after a certain period of time has elapsed after pneumatic pressure is applied to a pressurized space at a specific location, pneumatic pressure may be applied sequentially with a certain time lag to a neighboring pressurized space where pneumatic pressure is not applied.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 도 3 또는 도 4에 도시된 공압이 인가되지 않은 가압공간 중, 모서리에 위치한 가압공간에 먼저 공압이 인가된 후 일정 시간을 두고 마주보는 모서리 방향(대각선 방향)으로 공압이 인가될 수 있다.Meanwhile, although not shown in the drawing, among the pressurized spaces where pneumatic pressure is not applied as shown in FIG. 3 or FIG. 4, pneumatic pressure is first applied to the pressurized space located at the corner, and then, after a certain period of time, in the direction of the facing edge (diagonal direction) Pneumatic pressure may be applied.

도 4에는 동일한 공압이 인가되는 가압공간이 열의 방향으로 배치되어 있으나, 도 4를 기준으로 동일한 공압이 인가되는 가압공간이 행의 방향으로 배치되어 타측 행의 방향으로 순차적으로 공압이 인가될 수도 있다. 즉, 본 명세서에 기재된 열의 영역은 상부챔버를 바라보는 방향에 따라 행의 영역으로도 볼 수 있으므로, 행과 열의 방향이 고정된 것이 아니다.In Figure 4, the pressurized spaces to which the same pneumatic pressure is applied are arranged in the column direction. However, based on Figure 4, the pressurized spaces to which the same pneumatic pressure is applied are arranged in the row direction, so that the pneumatic pressure may be applied sequentially in the direction of the other row. . That is, the column area described in this specification can also be viewed as a row area depending on the direction in which the upper chamber is viewed, so the directions of the rows and columns are not fixed.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전체 가압공간 중 공압이 인가되는 시작 위치는 임의의 위치일 수 있고, 이후 시작 위치의 가압공간과 이웃하는 가압공간으로 순차적으로 공압이 인가될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the starting position where pneumatic pressure is applied among the entire pressurized space may be any position, and then the pneumatic pressure may be sequentially applied to the pressurized space adjacent to the starting position. .

한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 각 가압공간의 크기는 동일하며, 격자형태로 2차원적으로 배열되어 있다. 따라서, 제어부는 기판 및 스탬프의 형상이 원형, 타원형, 기타 다각형인 경우에도, 기판 및 스탬프의 형상과 유사하도록 가압공간들 중 특정 위치에 있는 가압공간에만 공압을 인가하도록 제어할 수 있다. 물론, 제어부는 전체 가압공간에 공압이 인가하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, as described above, in one embodiment of the present invention, each pressurized space has the same size and is two-dimensionally arranged in a grid. Therefore, even when the shapes of the substrate and stamp are circular, oval, or other polygons, the control unit can control the pneumatic pressure to be applied only to the pressurized space at a specific position among the pressurized spaces so that it is similar to the shape of the substrate and stamp. Of course, the control unit can control pneumatic pressure to be applied to the entire pressurized space.

이렇게, 본 발명에 따르면 고분자층의 경화속도, 점도, 스탬프의 재질 등에 따라 공압 인가 순서(가압시간), 공압 인가 방향(가압 방향)이 다양하게 설정될 수 있다.In this way, according to the present invention, the pneumatic pressure application sequence (pressing time) and pneumatic pressure application direction (pressure direction) can be set in various ways depending on the curing speed of the polymer layer, viscosity, stamp material, etc.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to an embodiment shown in the attached drawings, but this is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. You will be able to. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

100 : 상부챔버 101 : 외측벽
102 : 가압공간 104 : 격벽
110 : 공압발생기 112 : 유로관
114 : 공압조절기 200 : 탄성체판
300 : 하부챔버 301 : 외측벽
312 : 기판 314 : 탄성체판
316 : 스탬프100: upper chamber 101: outer wall
102: pressurized space 104: partition wall
110: Pneumatic generator 112: Flow pipe
114: Pneumatic regulator 200: Elastic plate
300: lower chamber 301: outer wall
312: substrate 314: elastic plate
316: stamp

Claims

an upper chamber having a plurality of pressurized spaces;
a lower chamber having an internal space and coupled to the upper chamber;
an elastic plate disposed between the upper chamber and the lower chamber and forming one side of the pressurized space; and
It includes a control unit that controls pneumatic pressure to be sequentially applied to the plurality of pressurized spaces,
The plurality of pressurized spaces are arranged in a two-dimensional form,
When pneumatic pressure is applied to the pressurized space, the elastic plate expands and pressurizes the stamp placed in the inner space to perform imprinting on the polymer layer disposed on the substrate.
Imprinting device with multiple chambers.

According to claim 1,
A pneumatic generator that generates pneumatic pressure; and
Further comprising a flow pipe through which air flows by connecting the pneumatic generator and each of the plurality of pressurized spaces.
Imprinting device with multiple chambers.

According to claim 2,
An imprinting device having multiple chambers, characterized in that the flow pipe is equipped with a pneumatic pressure regulator capable of controlling the intensity of pneumatic pressure.

According to claim 1,
An imprinting device having multiple chambers, wherein a plurality of partition walls are formed in the upper chamber to form the pressurized space.

According to claim 4,
An imprinting device having multiple chambers, wherein the elastic plate is attached to a lower end of the partition wall.

According to claim 1,
The plurality of pressurizing spaces include an outer pressurizing space that pressurizes a space located outside the stamp to press a side wall of the stamp among the inner spaces.

According to claim 1,
An imprinting device having multiple chambers, wherein the plurality of pressurized spaces each have the same size.

According to claim 1,
An imprinting device having multiple chambers, wherein the magnitude of the pneumatic pressure applied to the plurality of pressurized spaces is the same.

According to claim 1,
An imprinting device having multiple chambers, wherein pneumatic pressure is sequentially applied to the plurality of pressurized spaces.

According to claim 1,
The control unit,
An imprinting device having multiple chambers, wherein pneumatic pressure is applied to a first pressurized space among the plurality of pressurized spaces and then controlled to apply pneumatic pressure to an adjacent second pressurized space.

According to claim 1,
The control unit,
An imprinting device having multiple chambers, wherein pneumatic pressure is controlled to be sequentially applied from a pressurized space arranged in one row of the plurality of pressurized spaces to a pressurized space arranged in the other row.

According to claim 1,
The control unit,
An imprinting device having multiple chambers, wherein pneumatic pressure is controlled to be sequentially applied from a pressurized space located in a central area among the plurality of pressurized spaces to pressurized spaces located in a peripheral area.

According to claim 1,
The control unit,
An imprinting device having multiple chambers, characterized in that the time or direction of pressurizing the plurality of pressurizing spaces is controlled according to the curing speed or viscosity of the polymer layer.