KR101027467B1 - 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 미세패턴 형성장치는 미세패턴 형성장치는 미세패턴 형성을 위한 처리공간을 형성하는 챔버와, 상기 처리공간에서 패턴막이 형성된 기판을 지지하며, 승강가능하도록 마련되는 스테이지와, 상기 스탬프의 일면에 접촉되어 상기 스탬프의 테두리부를 지지하며, 상기 스탬프를 승강시키는 스탬프 승강부와, 상기 스탬프의 타면에 접촉되어 상기 스탬프의 테두리부를 가압하는 스탬프 가압부를 구비함으로써, 스탬프의 평탄도를 유지하여 스탬프와 기판을 정렬 및 접촉시키고, 기압차에 의한 가압력을 이용하여 접촉된 스탬프와 기판을 가압하므로 양질의 미세패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다.

Description

미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법{Apparatus for forming a nano-pattern and method for forming a nano-pattern }

본 발명은 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스탬프를 이용하여 기판에 미세패턴을 형성하는 하는 미세패턴 형성장치에 관한 것이다.

최근 들어 급속히 정보화 시대로 진입하면서, 디스플레이 장치의 소비도 증가하고 있다. 이러한 디스플레이 장치의 소비경향을 살펴보면, 기존의 CRT(Cathode-Ray Tube)는 부피가 크고, 무거운 단점이 있어서 사용하기 편리한 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel) 등의 평판 디스플레이의 수요가 급격히 늘어나고 있다.

평판 디스플레이의 제조 공정은 투명한 기판 위에 컬러 필터, 화소, 박막 트랜지스터(thin film transistor) 등을 형성하는 전극공정과, 배향처리를 한 기판을 접합하여 액정을 주입하는 패널 조립공정과, 액정 패널에 드라이버 IC, 기판, 백라 이트 등을 부착하게 되는 실장공정의 3가지 공정으로 구분할 수 있다.

이 중 핵심공정으로 분류되는 전극공정은 사진현상 기술을 이용하여, 패턴을 형성한다. 사진현상 기술에 의해 형성된 패턴의 정밀도는 사용하는 빛의 파장에 따라서 결정된다. 따라서 초기에는 눈에 보이는 파장의 빛(가시광선)을 사용했으나 곧 자외선을 사용하게 되었고, 최근에는 필요에 따라 전자빔을 사용해서 1㎛ 이하의 세밀한 패턴을 취급하고 있다.

그러나 사진현상 기술은 회로의 미세화가 진행됨에 따라 노광장비의 초기 투자비용의 증가하는 문제점이 발생되고, 사용되는 빛의 파장과 유사한 해상도를 갖는 마스크의 가격이 급등하는 문제가 발생되고 있다.

따라서 고비용의 사진현상 기술을 대체되는 기술로 스탬프를 이용한 미세패턴 형성 기술이 주목받고 있다. 스탬프를 이용한 미세패턴 형성 기술은 스탬프와 패턴막이 형성된 기판을 접촉시켜 스탬프(또는, 기판)를 가압하는 가압공정과, 패턴막을 경화시키는 경화공정과, 스탬프와 기판을 분리시키는 분리공정의 3가지 공정에 의해 미세패턴을 형성한다. 이때, 패턴막을 경화하는 방법은 열경화 방법과, 자외선 경화 방법이 있다. 이 중 자외선 경화 방법은 패턴막을 자외선 경화성 수지로 형성하고 가압공정 후 자외선을 조사하여 패턴막을 경화시킨다.

한편, 스탬프와 기판에는 각각 정렬마크가 형성되어 제공되며, 스탬프와 기판을 접촉시키기 이전에 스탬프와 기판을 정렬한다. 스탬프와 기판의 정렬은 두 정렬마크를 촬영하고, 두 정렬마크의 촬영결과에 따라 스탬프와 기판 중 어느 하나의 위치를 조절하여 이루어진다.

상술 한 바와 같은 스탬프를 이용한 미세패턴 형성 기술은 스탬프와 기판의 정렬 정도 및 스탬프(또는, 기판)에 가해지는 가압력의 균일도에 따라 미세패턴의 품질이 좌우된다고 할 수 있다.

따라서 스탬프를 이용한 미세패턴 형성 기술은 스탬프와 기판의 정렬도 및 스탬프(또는, 기판)에 가해지는 가압력의 균일도를 향상시키는 기술이 요구되어 진다. 이러한 스탬프와 기판의 정렬도 및 스탬프(또는, 기판)에 가해지는 가압력의 균일도를 향상시키는 기술은 기판이 점차 대형화 됨에 따라 더욱 절실히 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 스탬프와 기판의 정렬 및 접촉시, 스탬프의 평탄도를 유지하며, 기판 또는, 스탬프의 전면적에 대해 균일한 가압력을 제공하도록 한 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법을 제공하는 데 있다.

미세패턴 형성장치는 미세패턴 형성을 위한 처리공간을 형성하는 챔버와, 상기 처리공간에서 패턴막이 형성된 기판을 지지하며, 승강가능하도록 마련되는 스테이지와, 상기 스탬프의 일면에 접촉되어 상기 스탬프의 테두리부를 지지하며, 상기 스탬프를 승강시키는 스탬프 승강부와, 상기 스탬프의 타면에 접촉되어 상기 스탬 프의 테두리부를 가압하는 스탬프 가압부를 구비한다.

상기 스탬프 승강부는 상기 처리공간으로 반입된 상기 스탬프의 하측에서 승강되는 복수의 스탬프 승강핀을 구비할 수 있다.

상기 스탬프 승강부는 복수의 상기 스탬프 승강핀에 결합되며, 상기 스탬프가 안착되는 단턱이 형성되는 스탬프 가이드를 더 구비할 수 있다.

상기 스탬프 가이드는 점착고무를 포함할 수 있다.

상기 스탬프 가압부는 상기 스탬프의 상측에서 승강되는 복수의 스탬프 가압핀을 구비할 수 있다.

복수의 상기 스탬프 가압핀은 상기 스탬프를 향한 끝단부가 각각 점착고무로 이루어질 수 있다.

상기 챔버는 하부에 상기 처리공간의 외부로 관통되는 관통홀이 형성되며, 상기 스테이지는 상기 관통홀의 내측에서 슬라이딩 가능하도록 배치될 수 있다.

상기 미세패턴 형성장치는 상기 처리공간을 배기시켜 상기 처리공간의 진공을 형성하는 진공배기부와, 선택적으로 상기 스테이지의 승강을 구속하는 스테이지 구속부를 더 구비할 수 있다.

상기 스테이지 구속부는 상기 처리공간의 진공이 형성되고 상기 스탬프가 상기 기판에 접촉되면, 상기 스테이지의 구속상태를 해제할 수 있다.

상기 미세패턴 형성장치는 상기 스테이지의 구속상태에서 상기 스테이지에 접촉되어 상기 스테이지를 평면 상에서 이동시키며, 상기 스테이지의 구속상태의 해제시, 상기 스테이지에서 이격되는 것을 특징으로 하는 복수의 위치조절유닛을 더 구비할 수 있다.

상기 스테이지에 마련되며, 상기 스테이지에 지지되는 상기 기판을 상기 스테이지에 진공 흡착시키는 기판 진공척과, 상기 챔버의 상부에 마련되어, 상기 챔버의 상부에 접촉되는 상기 스탬프를 상기 챔버에 진공 흡착시키는 스탬프 진공척을 더 구비할 수 있다.

상기 미세패턴 형성장치는 상기 챔버의 상측에 배치되며, 자외선을 조사하는 자외선 모듈을 더 구비하며, 상기 패턴막은 자외선 경화성 수지로 이루어지며, 상기 챔버는 상부에 투과창이 형성되며, 상기 스탬프 진공척과 상기 스탬프는 투명한 재료로 이루어질 수 있다.

한편, 미세패턴 형성방법은 처리공간으로 패턴막이 형성된 기판을 반입하여 상기 기판을 지지하는 기판 지지단계와, 상기 처리공간으로 스탬프를 반입하여 상기 기판에 대향되도록 상기 스탬프의 테두리부를 지지하는 스탬프 지지단계와, 지지되는 상기 스탬프의 테두리부을 가압하는 평탄도 유지단계와, 상기 기판과 상기 스탬프를 정렬하는 정렬단계와, 상기 기판과 상기 스탬프를 접촉시켜, 접촉된 상기 기판과 상기 스탬프를 가압하는 가압단계를 구비한다.

상기 스탬프 지지단계는 상기 스템프의 테두리부를 상기 스탬프의 하측에서 지지하며, 상기 평탄도 유지단계는 상기 스탬프의 테두리부를 상기 스탬프의 상측에서 가압할 수 있다.

상기 정렬단계는 상기 스탬프와 상기 기판의 간격을 조절하여 상기 기판과 상기 스탬프를 정렬하는 개략 정렬단계와, 상기 개략 정렬단계보다 상기 스탬프와 상기 기판의 간격을 좁혀 상기 기판과 상기 스탬프를 정렬하는 미세 정렬단계를 포함할 수 있다.

상기 가압단계는 상기 처리공간과 상기 처리공간 외부의 기압차에 의해 상기 기판을 상기 스탬프 측으로 상승시킬 수 있다.

본 발명에 따른 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법은 스탬프의 평탄도를 유지하며 스탬프와 기판을 정렬 및 접촉시키고, 기압차에 의한 가압력을 이용하여 접촉된 스탬프와 기판을 가압하므로 양질의 미세패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치를 도 1에 표기된 I-I'선을 기준으로 바라본 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 미세패턴 형성장치(100)는 상부챔버(111)와, 하부챔버(113)와, 진공배기부(120)와, 기판 승강부(130)와, 스테 이지(140)와, 스테이지 구속부(150)와, 스탬프 승강부(160)와, 스탬프 가압부(170)를 구비한다.

상부챔버(111)와 하부챔버(113)는 미세패턴을 형성하기 위한 처리공간(115)을 형성한다. 상부챔버(111)와 하부챔버(113)는 기판(10)과 스탬프(20)의 반입 또는, 반출을 위해 개폐 가능하도록 마련되는 것이 바람직하다. 따라서 미세패턴 형성장치(100)는 챔버 승강부(117)를 구비한다. 챔버 승강부(117)는 상부챔버(111)를 지지하며, 상부챔버(111)를 승강시킨다. 챔버 승강부(117)는 유압실린더와 공압실린더 중 어느 하나로 마련된다.

진공배기부(120)는 밀폐된 처리공간(115)의 배기를 수행하여, 처리공간(115)의 진공을 형성한다. 진공배기부(120)는 상부챔버(111) 및 하부챔버(113)를 관통하여 처리공간(115)과 연통되는 배기관(121)과, 배기관(121)을 통해 처리공간(115)의 진공배기를 수행하는 진공펌프(미도시)을 구비한다.

한편, 기판(10)은 패턴막(미도시)과, 기판 정렬마크(미도시)가 형성되어 반입된다. 패턴막(미도시)은 자외선에 반응하여 경화되는 자외선 경화성 수지로 형성된다. 기판 정렬마크(미도시)는 기판(10)의 테두리부에 복수로 형성된다.

기판 승강부(130)는 스테이지(140)를 수직 관통하는 복수의 기판 승강핀(131)과, 스테이지(140)의 하측에 배치되어 복수의 기판 승강핀(131)이 결합되는 지지판(133)과, 지지판(133)을 지지하는 기판 지지축(135)과, 기판 지지축(135)을 승강시키는 기판 지지모터(137)를 구비한다.

이러한 기판 승강부(130)는 복수의 기판 승강핀(131)을 스테이지(140)의 상 측에 출몰시켜, 처리공간(115)으로 반입된 기판(10)을 스테이지(140)로 안내하며, 스테이지(140)에 지지되는 기판(10)을 스테이지(140)로부터 이격시킨다.

한편, 하부챔버(113)는 하부에 처리공간(115)의 외부로 관통하는 관통홀(113a)이 형성된다. 스테이지(140)는 관통홀(113a)의 내측에 배치되며, 상단부가 처리공간(115)에 위치하고 하단부가 하부챔버(113)의 하측에 위치하여, 슬라이딩 가능하도록 마련된다.

이에 따라 미세패턴 형성장치(100)는 관통홀(113a)과 스테이지(140)의 사이로 처리공간(115)의 기밀이 새어나가는 것을 방지하기 위한 기밀부재(113b)를 더 구비한다. 이러한 기밀부재(113b)는 상단부가 하부챔버(113)에 결합되며, 하단부가 스테이지(140)의 하단부에 결합되는 벨로우즈(bellows)로 마련된다.

스테이지 구속부(150)는 하부챔버(113)의 하측에 배치된다. 스테이지 구속부(150)는 스테이지(140)에 결합되어 스테이지(140)를 지지하는 지지축(151)과, 지지축(151)을 하강시키고 지지축(151)의 위치를 고정시키는 구속모터(153)를 구비한다.

여기서, 처리공간(115)이 진공상태로 전환됨에 따라 발생되는 처리공간(115)과 처리공간(115) 외부의 기압차에 의해 스테이지(140)가 상부챔버(111) 측으로 상승될 수 있다. 스테이지 구속부(150)는 지지축(151)의 위치를 고정시켜 스테이지(140)가 기압차에 의해 상승되지 않도록 스테이지(140)를 구속한다.

반면, 스테이지 구속부(150)가 지지축(151)의 위치를 고정시키기 않으면 스테이지(140)의 구속상태가 해제된다. 따라서 스테이지(140)는 기압차에 의해 상부 챔버(111)로 상승될 수 있다. 이때 기판(10)에 접촉된 스탬프(20)는 상부챔버(111)에 접촉되며, 기판(10)에는 기압차에 의한 가압력이 전달되어 기판 전면적에 대해 균일한 가압력을 제공할 수 있다.

한편, 스탬프(20)는 패턴막(미도시)에 형성될 미세패턴(미도시)과, 스탬프 정렬마크(미도시)가 형성되어 제공된다. 스탬프 정렬마크(미도시)는 기판 정렬마크(미도시)에 대응되는 위치에 형성된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치에 사용되는 스탬프 승강부와 스탬프 가압부를 나타낸 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 스탬프 승강부(160)는 스탬프(20)의 테두리부에 대응되도록 하부챔버(113)에 배치되는 복수의 스탬프 승강핀(161)과, 복수의 스탬프 승강핀(161)에 결합되며, 스탬프(20)가 안착되는 단턱이 형성되는 스탬프 가이드(163)와, 복수의 스탬프 승강핀(161)을 각각 승강시키는 복수의 스탬프 승강모터(165)를 구비한다.

이러한 스탬프 승강부(160)는 복수의 스탬프 승강핀(161)을 처리공간(115)에 위치하는 스탬프(20)의 하측에서 승강시킨다. 복수의 스탬프 승강핀(161)이 스탬프(20)의 하측에서 승강됨에 따라 스탬프 가이드(163)는 스탬프(20)에 접촉되어 스탬프(20)를 지지한다. 따라서 스탬프 승강부(160)는 스탬프(20)를 승강시켜, 스테이지(140)에 지지되는 기판(10)에 대한 스탬프(20)의 이격거리를 조절한다. 또한, 스탬프 승강부(160)는 스탬프(20)를 스테이지(140)로 하강시켜 스탬프(20)를 기판(10)에 접촉시킨다.

스탬프 가압부(170)는 스탬프(20)의 테두리부에 대응되도록 상부챔버(111)에 배치되는 복수의 스탬프 가압핀(171)과, 복수의 스탬프 가압핀(171)을 각각 승강시키는 복수의 스탬프 가압모터(173)를 구비한다.

이러한 스탬프 가압부(170)는 복수의 스탬프 가압핀(171)을 스탬프 가이드(163)에 지지되는 스탬프(20)의 상측에서 승강시킨다. 따라서 스탬프 가압부(170)는 스탬프 가이드(163)에 지지되는 스탬프(20)의 테두리부를 가압하며, 스탬프(20)가 자중에 의해 중앙부가 쳐지는 것을 방지하여 스탬프(20)를 평탄하게 유지시킨다.

스탬프 가이드(163)와 복수의 스탬프 가압핀(171)의 스탬프(20)를 향한 끝단부는 점착고무로 마련된다. 점착고무는 스탬프(20)의 표면이 손상되는 것을 방지하며, 스탬프(20)를 점착 지지하므로 스탬프(20)를 견고하게 지지할 수 있도록 한다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상부챔버(111)의 상측에는 패턴막(미도시)을 경화시키기 위한 자외선 모듈(181)과 스탬프 정렬마크(미도시)와 기판 정렬마크(미도시)를 촬영하는 복수의 카메라(183)가 구비된다. 이에 따라 자외선이 투과되며 복수의 카메라(183)가 두 정렬마크(미도시)를 촬영할 있도록, 스탬프(20)는 투명한 재료로 마련되며, 상부챔버(111)에는 투과창(111a)이 형성되는 것이 바람직하다.

하부챔버(113)의 하측에는 복수의 위치조절유닛(143)이 구비된다. 위치조절유닛(143)은 수직 축을 가지는 복수의 캠(cam)과, 수평 직선 운동하는 복수의 액츄에이터(actuator) 중 어느 하나로 마련될 수 있다.

이러한 위치조절유닛(143)은 스탬프(20)가 기판(10)에 접촉되기 전 스테이지(140)의 테두리부에 접촉되어, 스탬프(20)와 기판(10)의 정렬상태에 따라 스테이 지(140)를 평면 상으로 이동시킨다. 그리고 위치조절유닛(143)은 스탬프(20)가 기판(10)에 접촉된 후 기압차에 의한 스테이지(140)의 승강이 용이하도록 스테이지(140)로부터 이격된다.

이와 같이 스탬프(20)와 기판(10)의 위치 정렬은 위치조절유닛(143)에 의해 이루어진다. 그리고 상술한 바와 같이 스탬프(20)와 기판(10)의 간격 조절은 스탬프 승강부(160)에 의해 이루어진다.

한편, 스테이지(140)는 기판 승강부(130)에 의해 스테이지(140)에 지지되는 기판(10)을 부착하기 위한 기판 척(141)을 구비한다. 기판 척(141)은 정전기력에 의해 기판(10)을 부착하는 정전척(ESC : Electro Static Chuck)으로 마련된다.

여기서, 기압차에 의한 스테이지(140)의 상승시, 기판(10)에 접촉된 스탬프(20)는 상부챔버(111)에 접촉되며, 기판(10)에는 상부챔버(111) 측으로 가압력이 전달되어 패턴막(미도시)에 미세패턴이 형성된다. 이후 패턴막(미도시)으로 자외선 조사하여 패턴막(미도시)을 경화한 후, 기판(10)과 스탬프(20)를 분리해야한다. 따라서 스탬프(20)와 기판(10)의 분리를 위해 스탬프(20)와 기판(10)을 각각 대향되는 방향으로 견고하게 지지하고 있어야 한다.

상부챔버(111)에는 스탬프(20)를 진공 흡착하는 스탬프 진공척(191)이 구비되며, 스테이지(140)에는 기판(10)을 진공 흡착하는 기판 진공척(193)이 구비된다. 스탬프 진공척(191)은 자외선이 투과되며 복수의 카메라(183)가 스탬프(20)와 기판(10)을 촬영할 있도록 투명한 재료로 마련되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치의 작동에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도면을 참조하여 이해하여야 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성방법을 나타낸 순서도이고, 도 5, 6, 7, 8, 9, 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세패턴 형성장치의 작동상태를 나타낸 작동도이다.

먼저 도 5를 참조하면, 챔버 승강부(117)에 의해 상부챔버(111)는 하부챔버(113)로부터 이격된다. 따라서 처리공간(115)은 개방된다. 개방된 처리공간(115)으로 기판(10)이 반입된다. 기판 승강부(130)는 복수의 기판 승강핀(131)을 스테이지(140)보다 상위하도록 상승시킨다. 복수의 기판 승강핀(131)은 기판(10)을 지지한다. (단계;S11)

이어서 도 6을 참조하면, 기판 승강부(130)는 복수의 기판 승강핀(131)을 하강시킨다. 복수의 기판 승강핀(131)이 하강됨에 따라, 기판(10)은 스테이지(140)에 안착된다. 기판 척(141)은 기판(10)을 부착하여 기판(10)을 견고하게 지지하도록 한다.

기판(10)이 스테이지(140)에 지지되면, 처리공간(115)으로 스탬프(20)가 반입된다. 스탬프 승강부(160)는 복수의 스탬프 승강핀(161)를 상승시킨다. 복수의 스탬프 승강핀(161)이 상승됨에 따라 스탬프 가이드(163)는 스탬프(20)의 테두리부에 접촉되어 스탬프(163)를 하측에서 지지한다. (단계;S13)

이어서 도 7을 참조하면, 처리공간(115)에서 기판(10)과 스탬프(20)가 지지 되면, 챔버 승강부(117)는 상부챔버(111)를 하강시킨다. 상부챔버(111)는 하부챔버(113)에 밀착되고, 처리공간(115)은 밀폐된다. 진공배기부(120)는 처리공간(115)의 진공 배기를 수행한다. 이때, 처리공간(115)이 진공상태로 전환됨에 따라, 처리공간(115)과 처리공간(115) 외부의 기압차가 발생된다. 이 기압차에 의해 스테이지(140)는 상부챔버(111) 측으로 상승될 수 있다. 스테이지 구속부(150)는 지지축(151)의 위치를 고정시켜 스테이지(140)의 구속상태 유지하며, 스테이지(140)가 상부챔버(111) 측으로 상승되지 않도록 한다.

처리공간(115)이 진공상태로 전환되면, 스탬프 승강부(160)는 스탬프 가압핀(171)을 하강시킨다. 스탬프 가압핀(171)은 스탬프(20)의 테두리부를 상측에서 가압한다. 스탬프(20)는 테두리부가 가압되므로, 자중에 의해 중앙부가 쳐지는 것이 방지되며, 평탄도를 유지할 수 있다. 그리고, 스탬프 승강부(160)와 스탬프 가압핀(171)의 끝단부는 점착고무로 마련되므로, 스탬프(20)의 표면에 손상을 입지지 않으며 스탬프(20)를 견고히 지지한다. (단계;S15)

스탬프(20)와 기판(10) 간 정렬을 수행하기 위해 스탬프 승강부(160)는 스탬프(20)를 하강시킨다. 이때, 스탬프(20)는 테두리부가 스탬프 승강부(160)에 의해 하측에서 지지되고, 스탬프 가압부(170)에 의해 상측에서 가압되므로, 평탄도를 유지하며 하강된다.

스탬프 승강부(160)에 의해 스탬프(20)가 하강되어 스탬프(20)와 기판(10)과 스탬프(20)의 이격거리는 2~4mm 사이를 유지한다. 이때 스탬프(20)와 기판(10)간 개략정렬이 수행된다. 즉, 카메라(183)는 투과창(111a)을 통해 스탬프 정렬마크(미 도시)와 기판 정렬마크(미도시)를 촬영한다. 두 정렬마크(미도시)의 촬영결과에 따라 위치조절유닛(143)은 스테이지(140)를 평면 상으로 이동시켜 스탬프(20)에 대한 기판(10)의 위치를 조절한다.

스탬프(20)와 기판(10) 간 개략적인 정렬이 수행되면, 스탬프(20)와 기판(10) 간 미세정렬이 수행된다. 스탬프(20)와 기판(10) 간 미세정렬을 수행하기 위해 스탬프 승강부(160)는 스탬프(20)를 하강시킨다. 이때, 스탬프(20)는 테두리부가 스탬프 승강부(160)에 의해 하측에서 지지되고, 스탬프 가압부(170)에 의해 상측에서 가압되므로, 평탄도를 유지하며 하강된다.

스탬프 승강부(160)에 의해 스탬프(20)가 하강되어 스탬프(20)와 기판(10)과 스탬프(20)의 이격거리는 5~15㎛를 유지한다. 이때 스탬프(20)와 기판(10)간 미세정렬이 수행된다. 즉, 카메라(183)는 투과창(111a)을 통해 스탬프 정렬마크(미도시)와 기판 정렬마크(미도시)를 촬영한다. 두 정렬마크(미도시)의 촬영결과에 따라 위치조절유닛(143)은 스테이지(140)를 평면 상으로 이동시켜 스탬프(20)에 대한 기판(10)의 위치를 조절한다. (단계;S17)

스탬프(20)와 기판(10)의 정렬이 이루어지면, 스탬프 승강부(160)는 스탬프(20)를 하강시킨다. 이에 따라 스탬프(20)는 기판(10)에 접촉된다. 스탬프 승강부(160)는 스탬프 가압핀(171)을 상승시키고, 스탬프 가이드(163)를 하강시킨다.

이어서 도 8을 참조하면, 기판(10)에 스탬프(20)가 접촉되면, 스테이지 구속부(150)는 스테이지(140)의 구속상태를 해제한다. 따라서 스테이지(140)는 처리공간(115)과 처리공간(115) 외부의 기압차에 의해 상부챔버(111) 측으로 상승된다. 스탬프(20)는 기판(10)에 접촉된 상태로, 스탬프 진공척(191)에 접촉된다.

이때, 스탬프 승강부(160)는 스탬프 가이드(163)를 상승시킨다. 스탬프 가이드(163)는 스템프(20)의 테두리부를 상측으로 가압 지지한다. 이와 같이 상부챔버(111)에 접촉된 스탬프(20)를 가압 지지함으로써, 장비 운전에 따르는 미세 진동 등으로부터 스탬프(20)를 견고히 지지할 수 있다.

한편, 스탬프(20)가 스탬프 진공척(191)에 접촉된 후, 처리공간(115)과 처리공간(115) 외부의 기압차는 일정 시간동안 유지되며, 이 기압차에 의해 기판(10)이 가압된다. 다시 말해, 기판(10)에 가해지는 가압력은 물리적 가압력이 아닌, 기압차에 의한 가압력으로 제공된다. 따라서 기판(10)에 가해지는 가압력은 일측으로 치우치지 않고, 기판(10)의 전면적에 대해 균일하게 적용될 수 있다. 이와 같이 기판(10)이 가압됨에 따라 패턴막(미도시)에 미세패턴이 형성된다. (단계;S19)

패턴막(미도시)에 미세패턴이 형성되면, 자외선 모듈(181)은 자외선을 조사한다. 자외선은 투과창(111a), 스탬프 진공척(191) 및 스탬프(20)를 투과하여 패턴막(미도시)에 전달된다. 패턴막(미도시)은 자외선 경화성 수지로 마련되므로, 자외선에 의해 경화된다.

이어서 도 9를 참조하면, 패턴막(미도시)이 경화되면, 스탬프 진공척(191)과 기판 진공척(193)의 진공배기가 이루어진다. 따라서 기판(10)은 스테이지(140)에 진공 흡착되고, 스탬프(20)는 상부챔버(111)에 진공흡착된다. 스테이지 구속부(150)는 지지축(151)을 하강시킨다. 지지축(151)의 하강에 따라 스테이지(140)가 하강되며, 스테이지(140)의 하강에 따라 기판(10)은 스탬프(20)로부터 분리된다.

이어서 도 10을 참조하면, 기판 승강부(130)는 복수의 기판 승강핀(131)을 상승시킨다. 복수의 기판 승강핀(131)이 상승됨에 따라 스테이지(140)에 안착된 기판(10)은 스테이지(140)로부터 이격 지지된다. 챔버 승강부(117)는 상부챔버(111)를 상승시킨다. 처리공간(115)은 개방되고, 외부로부터 기판 이송장치(미도시)가 반입되어 기판(10)은 챔버 외부로 배출된다.

상술한 바와 같은 미세패턴 형성장치(100) 및 미세패턴 형성방법은 하나의 장비에서 미세패턴을 형성하기 위한 가압공정과, 패턴막(미도시)의 경화공정과, 스탬프(20)와 기판(10)의 분리공정을 모두 수행할 수 있다.

또한, 미세패턴 형성장치(100) 및 미세패턴 형성방법은 스탬프(20)의 평탄도를 유지하여 스탬프(20)와 기판(10)의 정렬을 수행하고 스탬프(20)를 기판(10)에 접촉시킬 수 있다.

또한, 미세패턴 형성장치(100) 및 미세패턴 형성방법은 미세패턴 형성을 위한 가압력을 물리적 가압력이 아닌, 기압차에 의한 가압력을 사용하므로, 기판(10) 전면적에 대해 균일한 가압력을 제공할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치를 도 1에 표기된 I-I'선을 기준으로 바라본 평면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성장치에 사용되는 스탬프 승강부와 스탬프 가압부를 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세패턴 형성방법은 나타낸 순서도이다.

도 5, 6, 7, 8, 9, 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세패턴 형성장치의 작동상태를 나타낸 작동도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100 : 미세패턴 형성장치 111 : 상부챔버

113 : 하부챔버 140 : 스테이지

150 : 스테이지 구속부 160 : 스탬프 승강부

170 : 스탬프 가압부

Claims (18)

1. 미세패턴 형성을 위한 처리공간을 형성하는 챔버와,

   상기 처리공간에서 패턴막이 형성된 기판을 지지하며, 승강가능하도록 마련되는 스테이지와,

   스탬프의 일면에 접촉되어 상기 스탬프의 테두리부를 지지하며, 상기 스탬프를 승강시키는 스탬프 승강부와,

   상기 스탬프의 타면에 접촉되어 상기 스탬프의 테두리부를 가압하는 스탬프 가압부를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 스탬프 승강부는

   상기 처리공간으로 반입된 상기 스탬프의 하측에서 승강되는 복수의 스탬프 승강핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
3. 제2 항에 있어서, 상기 스탬프 승강부는

   복수의 상기 스탬프 승강핀에 결합되며, 상기 스탬프가 안착되는 단턱이 형성되는 스탬프 가이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
4. 제3 항에 있어서, 상기 스탬프 가이드는 점착고무를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 스탬프 가압부는

   상기 스탬프의 상측에서 승강되는 복수의 스탬프 가압핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
6. 제5 항에 있어서, 복수의 상기 스탬프 가압핀은

   상기 스탬프를 향한 끝단부가 각각 점착고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
7. 제1 항에 있어서,

   상기 챔버는 하부에 상기 처리공간의 외부로 관통되는 관통홀이 형성되며,

   상기 스테이지는 상기 관통홀의 내측에서 슬라이딩 가능하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
8. 제7 항에 있어서,

   상기 처리공간을 배기시켜 상기 처리공간의 진공을 형성하는 진공배기부와,

   선택적으로 상기 스테이지의 승강을 구속하는 스테이지 구속부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
9. 제8 항에 있어서, 상기 스테이지 구속부는

   상기 처리공간의 진공이 형성되고 상기 스탬프가 상기 기판에 접촉되면, 상기 스테이지의 구속상태를 해제하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
10. 제8 항에 있어서,

    상기 스테이지의 구속상태에서 상기 스테이지에 접촉되어 상기 스테이지를 평면 상에서 이동시키며,

    상기 스테이지의 구속상태의 해제시, 상기 스테이지에서 이격되는 것을 특징으로 하는 복수의 위치조절유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
11. 제1 항에 있어서,

    상기 스테이지에 마련되며, 상기 스테이지에 지지되는 상기 기판을 상기 스테이지에 진공 흡착시키는 기판 진공척과,

    상기 챔버의 상부에 마련되어, 상기 챔버의 상부에 접촉되는 상기 스탬프를 상기 챔버에 진공 흡착시키는 스탬프 진공척을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
12. 제11 항에 있어서,

    상기 챔버의 상측에 배치되며, 자외선을 조사하는 자외선 모듈을 더 구비하며,

    상기 패턴막은 자외선 경화성 수지로 이루어지며,

    상기 챔버는 상부에 투과창이 형성되며,

    상기 스탬프 진공척과 상기 스탬프는 투명한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성장치.
13. 챔버로 반입되는 기판이 스테이지에 지지되는 기판 지지단계와,

    상기 챔버로 반입되는 스탬프의 일면 테두리부가 스탬프 승강부에 지지되는 스탬프 지지단계와,

    상기 스탬프의 타면 테두리부가 스탬프 가압부에 의해 가압되는 스탬프 가압단계와,

    상기 스탬프 승강부에 의해 상기 스탬프가 상기 기판 측으로 승강되어 상기 스탬프와 상기 기판이 접촉되는 기판과 스탬프의 접촉단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성방법.
14. 삭제
15. 제13 항에 있어서, 상기 스탬프 가압단계와 상기 기판과 스탬프의 접촉단계의 사이에는

    상기 스탬프와 상기 기판의 간격을 조절하여 상기 기판과 상기 스탬프를 정렬하는 개략 정렬단계와,

    상기 개략 정렬단계보다 상기 스탬프와 상기 기판의 간격을 좁혀 상기 기판과 상기 스탬프를 정렬하는 미세 정렬단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성방법.
16. 삭제
17. 제13 항에 있어서, 상기 기판과 상기 스탬프의 접촉단계 이후에는

    서로 접촉된 상기 스탬프와 상기 기판을 함께 승강시켜 상기 스탬프의 타면이 스탬프 진공척에 진공 흡착되도록 하는 스탬프 진공흡착단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성방법.
18. 제17 항에 있어서, 상기 스탬프 진공흡착단계 이후에는

    상기 챔버와 상기 챔버 외부의 기압차에 의해 상기 스테이지가 승강되도록 하여 상기 기판을 상기 스탬프 측으로 가압하는 기판 가압단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성방법.

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