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KR100779731B1 - Manufacturing apparatus and manufacturing method for generating fine shape - Google Patents

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KR100779731B1
KR100779731B1 KR1020060053071A KR20060053071A KR100779731B1 KR 100779731 B1 KR100779731 B1 KR 100779731B1 KR 1020060053071 A KR1020060053071 A KR 1020060053071A KR 20060053071 A KR20060053071 A KR 20060053071A KR 100779731 B1 KR100779731 B1 KR 100779731B1
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정영환
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(주)이노포스
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Abstract

A manufacturing apparatus and a manufacturing method for generating a fine shape are provided to transfer stably the fine pattern on a substrate by pressing constantly a transfer substrate and a pattern mask to each other. An upper member(100) includes a plurality of pressing parts which are expanded and contracted by using air. A lower member(200) includes a light irradiating part formed at a lower part thereof, and a transparent supporting substrate formed at an upper part of the light irradiating part. The transparent supporting substrate is formed to support a transfer substrate and is formed with a transparent material. An aligner(80) is formed to align the transfer substrate which is laminated on the transparent supporting substrate. An air compressor is formed to supply the air to the pressing parts or to discharge the air from the pressing parts. An XYTheta moving unit moves the aligner to X, Y, and Theta directions.

Description

미세 형상 제조장치 및 제조방법{MANUFACTURING APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD FOR GENERATING FINE SHAPE}Fine shape manufacturing apparatus and manufacturing method {MANUFACTURING APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD FOR GENERATING FINE SHAPE}

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 미세 형상 장치에 대한 개략도.1 is a schematic diagram of a microscopic device of one embodiment according to the present invention;

도 2 내지 도 9는 본 발명에 따른 미세 형상 형성 공정을 도시한 공정도로서, (a)는 장치를 정면에서 도시한 것이며, (b)는 장치를 평면상에서 도시한 것임.2 to 9 are process charts showing a micro-shape forming process according to the present invention, where (a) shows the apparatus from the front, and (b) shows the apparatus in a plan view.

도 10은 패턴 마스크의 미세 형상이 전사 기판에 전사되는 과정을 설명하기 위한 설명도.10 is an explanatory diagram for explaining a process in which a fine shape of a pattern mask is transferred to a transfer substrate.

***** 도면의 주요 기호에 대한 간략한 설명 ********** Brief description of the main symbols in the drawings *****

20: 에어노즐 30: 가압부20: air nozzle 30: pressurization portion

35: 격리부재 40: 전사 기판35: isolation member 40: transfer substrate

50: 패턴 마스크 55: 미세 형상50: pattern mask 55: fine shape

60: 투명 지지 기판 70: 하우징부60: transparent support substrate 70: housing part

80: 얼라이너 90: 광 조사부80: aligner 90: light irradiation part

100: 상부 부재 200: 하부 부재100: upper member 200: lower member

본 발명은 미세 형상 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 디스플레이 장치, 광학소자, 반도체 공정 등에 사용되는 것으로서, 기판 상부에 미세 패턴을 전사시키는 미세 형상 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fine shape manufacturing apparatus and a manufacturing method. More particularly, the present invention relates to a fine shape manufacturing apparatus and a manufacturing method for transferring a fine pattern onto a substrate.

소정의 기판 상에 다수의 미세 패턴을 적층시키는 공정을 필요로 하는 디스플레이 장치, 광학소자, 반도체 공정에서는 이러한 미세 패턴을 형성하기 위하여 통상적으로 사진 식각법이 주로 사용되고 있다. 이러한 사진 식각법은 에칭-노광-현상이라는 공정을 거치기 때문에 공정 시간이 길어지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 적층할 패턴을 미리 인쇄한 마스크를 기판에 접촉시킨 후, 마스크 상의 패턴을 반도체 기판 상으로 전사시키는 새로운 시도가 진행되고 있다. 이러한 시도 중의 하나가 패턴을 갖는 마스크를 롤 형상으로 감아 놓은 상태에서 롤을 기판 위에 지나가게 하는 공정이 제시되고 있다. 하지만 반도체 패턴을 롤 형상으로 인쇄할 경우 롤이 기판에서 이탈되는 순간 패턴의 형상이 변형되는 등의 문제점이 있다.Photolithography is commonly used to form such fine patterns in display devices, optical devices, and semiconductor processes that require a process of stacking a plurality of fine patterns on a predetermined substrate. Such photolithography has a disadvantage in that the process time is long because it undergoes a process called etching-exposure-developing. In order to solve this disadvantage, new attempts have been made to transfer a pattern on the mask onto a semiconductor substrate after contacting the mask with a preprinted pattern to be stacked. One such approach has been proposed in which a roll is passed over a substrate in a state in which a mask having a pattern is wound in a roll shape. However, when the semiconductor pattern is printed in a roll shape, there is a problem that the shape of the pattern is deformed at the moment when the roll is separated from the substrate.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 미세한 패턴을 기판 상부에 변형을 최소화하면서 뚜렷하게 전사되도록 하는 미세형상 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention is to solve the above problems, and relates to a micro-shaped manufacturing apparatus and a method for producing a fine pattern to be clearly transferred while minimizing deformation on the substrate.

본 발명에서는 패턴 마스크 상에 형성된 미세 형상을 전사 기판 상에 전사시키는 미세 형상 제조 장치로서, 공기에 의해서 팽창 또는 수축되는 복수 개 가압부를 갖는 상부 부재와, 하부에는 광을 조사하는 광 조사부가 구비되고, 상기 광 조사부의 상부에 구비되며, 상기 전사 기판을 지지하며 투명 재질로 형성되는 투명 지지 기판을 갖는 하부 부재와, 투명 지지 기판 상에 적층되는 전사 기판을 얼라인시키는 얼라이너와, 가압부에 압축 공기를 불어 넣거나 또는 공기를 빼는 공기 압축기 및 얼라이너를 이동시키는 XYθ 이동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세 형상 제조 장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided a fine shape manufacturing apparatus for transferring a fine shape formed on a pattern mask onto a transfer substrate, the upper member having a plurality of press portions that are expanded or shrunk by air, and a light irradiation part that irradiates light on the lower portion. And a lower member provided on the light irradiation part and supporting the transfer substrate and having a transparent support substrate formed of a transparent material, an aligner for aligning the transfer substrate stacked on the transparent support substrate, and a compression unit. A fine shape manufacturing apparatus is provided which comprises an XYθ moving unit for moving an air compressor or an aligner which blows in or out the air.

또한 본 발명에서는 패턴 마스크 상에 형성된 미세 형상을 전사 기판 상에 전사시키는 미세 형상 제조 방법으로서, 패턴 마스크 상에 전사 기판을 적층시키는 제 1단계와, 적층된 패턴 마스크와 전사 기판 상부의 가운데 부분에 압력을 인가하여 상기 전사 기판과 패턴 마스크를 밀착시키는 제 2단계와, 적층된 패턴 마스크와 전사 기판 상부의 주변 부분에 압력을 인가하여 상기 전사 기판과 패턴 마스크를 밀착시키는 제 3단계와, 적층된 패턴 마스크와 전사 기판에 광을 조사하는 제 4단계 및 패턴 마스크와 전사 기판을 분리하는 제 5단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세 형상 제조 방법이 제공된다.In addition, in the present invention, as a fine shape manufacturing method for transferring the fine shape formed on the pattern mask on the transfer substrate, the first step of laminating the transfer substrate on the pattern mask, and in the middle portion of the stacked pattern mask and the upper portion of the transfer substrate A second step of applying pressure to closely adhere the transfer substrate and the pattern mask; a third step of applying pressure to the stacked pattern mask and a peripheral portion of the upper portion of the transfer substrate to closely adhere the transfer substrate and the pattern mask; And a fourth step of irradiating light to the pattern mask and the transfer substrate and a fifth step of separating the pattern mask and the transfer substrate.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실 시례에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the advantages, features and preferred examples of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 미세 형상 장치에 대한 개략도이다. 본 발명에 따른 미세 형상 장치는 복수 개 가압부(30)를 갖는 상부 부재(100), 광 조사부(90)와 투명 지지 기판(60)을 구비하는 하부 부재(200), 얼라이너(80), 공기 압축기(미도시) 및 XYθ 이동부(미도시)로 구성된다.1 is a schematic diagram of a microscopic device of one embodiment according to the present invention. The micro-shaped device according to the present invention includes an upper member 100 having a plurality of pressing parts 30, a lower member 200 having a light irradiation part 90 and a transparent support substrate 60, an aligner 80, It consists of an air compressor (not shown) and an XY (theta) moving part (not shown).

본원 발명에서 패턴 마스크(50)란 미세 형상을 구비하는 마스크를 의미하며, 전사 기판(40)이란 패턴 마스크(50)의 형상이 전사되는 기판을 의미하며, 전사란 패턴 마스크(50) 상에 형성되어 있던 미세 패턴이 전사 기판(40) 상으로 옮겨 가는 것을 의미한다.In the present invention, the pattern mask 50 means a mask having a fine shape, and the transfer substrate 40 means a substrate to which the shape of the pattern mask 50 is transferred, and the transfer mask is formed on the pattern mask 50. It means that the fine pattern has been transferred onto the transfer substrate 40.

가압부(30)는 인가되는 에어에 의해서 부피가 팽창되는 재질로 구성되며, 미세 형상이 형성될 전사 기판(40)에 압력을 가하여 미세 형상이 전사 기판(40)에 명확하게 전사되도록 한다. 가압부(30)는 공기가 들어갔을 때 팽창하는 재질로 만들면 무방하며, 고무, 비닐 등의 재질이 적합하다. 가압부(30) 사이에는 격리부재(35)를 구비하여 가압부(30)가 팽창할 때 이웃하는 가압부(30) 영역까지 팽창되지 못하도록 하였다. 상부 부재(100)는 복수 개 가압부(30)를 지지하기 위한 부재이다.The pressing unit 30 is made of a material in which the volume is expanded by the air applied, and the pressure is applied to the transfer substrate 40 on which the fine shape is to be formed so that the fine shape is clearly transferred to the transfer substrate 40. The pressurizing portion 30 may be made of a material that expands when air enters, and a material such as rubber or vinyl is suitable. An isolation member 35 is provided between the pressing portions 30 to prevent the pressing portion 30 from expanding to a neighboring pressing portion 30 area when the pressing portion 30 expands. The upper member 100 is a member for supporting the plurality of pressing portions 30.

공기 압축부(미도시)는 에어노즐(20)을 통하여 가압부(30)에 압축된 공기를 공급하는 장치이다. 얼라이너(80)는 전사 기판(40)과 접촉하는 접촉부에는 에어 석션부를 구비하여 전사 기판(40)을 X 방향, Y 방향 및 θ 방향으로 미세하게 얼라인하는데 사용되며, XYθ 이동부(미도시)는 얼라이너(80)를 X 방향, Y 방향 및 θ 방향으로 이동시키는 장치이다.An air compression unit (not shown) is a device for supplying compressed air to the pressurization unit 30 through the air nozzle 20. The aligner 80 includes an air suction part at a contact portion in contact with the transfer substrate 40, and is used to finely align the transfer substrate 40 in the X, Y, and θ directions, and an XYθ moving part (not shown). ) Is a device for moving the aligner 80 in the X, Y and θ directions.

하부 부재(200)에는 복수 개 광 조사부(90)를 하우징하기 위한 복수 개 하우징부(70)가 구비되며, 하우징부(70)의 상부에는 전사 기판(40)과 패턴 마스크(50)를 지지하는 투명 지지 기판(60)이 장착된다.The lower member 200 includes a plurality of housing parts 70 for housing the plurality of light irradiation parts 90, and supports the transfer substrate 40 and the pattern mask 50 on the housing part 70. The transparent support substrate 60 is mounted.

이하에서는 도 2 내지 도 9를 이용하여 미세 형상이 전사되는 공정에 대해서 설명하기로 한다. 도 2 내지 도 9에서 (a)도는 장치를 정면에서 도시한 것이며, (b)도는 장치를 평면상에서 도시한 것을 나타낸다.Hereinafter, a process of transferring the fine shape will be described with reference to FIGS. 2 to 9. 2 to 9, (a) shows the device from the front, and (b) shows the device on the plane.

투명 지지 기판(60) 상부에 패턴 마스크(50)와 전사 기판(40)을 차례대로 적층한다(도 2). 전사 기판(40)의 외곽 테두리 부근에 위치하는 가압부(30)를 상부로 들어 올린다(도 3). 가압부(30)는 공기에 의해 팽창되는 재질로 만들어지므로 테두리에 위치하는 가압부(30)의 공기를 빨아 들임으로써 용이하게 상부로 들어올릴 수 있다.The pattern mask 50 and the transfer substrate 40 are sequentially stacked on the transparent support substrate 60 (FIG. 2). The pressing portion 30 located near the outer edge of the transfer substrate 40 is lifted upward (FIG. 3). Since the pressing unit 30 is made of a material that is expanded by air, it can be easily lifted upward by sucking the air of the pressing unit 30 positioned at the edge.

얼라이너(80)를 이용하여 전사 기판(40)의 네 귀퉁이를 석션한 후 패턴 마스크(50)와 얼라인을 일치시킨다(도 4). 얼라인이 일치된 상태에서 전사 기판(40) 가운데 상부에 위치하는 가압부(30)를 팽창시켜 전사 기판(40)과 패턴 마스크(50)를 밀착시킨다. 다시 전사 기판(40)과 패턴 마스크(50)를 얼라인 시킨 후, 팽창된 가압부(30) 이웃에 위치하는 가압부(30)를 팽창시켜 전사 기판(40)과 패턴 마스크(50)를 밀착시킨다(도 6). 도 6과 동일한 방법으로 전사 기판(40)과 패턴 마스크(50)를 얼라인시킨 후 이웃 가압부(30)를 팽창시키는 동작을 반복한다(도 7). 다시 얼라인을 한 후 얼라이너(80)를 전사 기판 상부에서 제거하고, 도 3에서 들어 올렸던 가압부(30)를 팽창시켜 전사 기판(40)의 전체 면이 패턴 마스크(50)와 밀착되도록 한다(도 8). 마지막으로 광 조사부(90)를 ON 시켜 경화시키면 패턴 마스크(50)에 형성되어 있던 미세 패턴이 전사 기판(40)에 전사된다(도 9). 이후, 전사 기판(40) 및 패턴 마스크(50)를 제거하면 공정이 종료된다. 광 조사부(90)는 미세 형상의 재질에 따라서 적합한 경화 광(光)을 선택하여 조사하여야 한다. 일반적으로 UV 광이 주로 사용된다.The four corners of the transfer substrate 40 are suctioned using the aligner 80 and then aligned with the pattern mask 50 (FIG. 4). In the aligned state, the pressing unit 30 positioned above the transfer substrate 40 is expanded to bring the transfer substrate 40 into close contact with the pattern mask 50. After aligning the transfer substrate 40 and the pattern mask 50 again, the press unit 30 positioned adjacent to the expanded press unit 30 is expanded to bring the transfer substrate 40 and the pattern mask 50 into close contact with each other. (FIG. 6). After aligning the transfer substrate 40 and the pattern mask 50 in the same manner as in FIG. 6, the operation of inflating the neighboring pressing unit 30 is repeated (FIG. 7). After aligning again, the aligner 80 is removed from the upper portion of the transfer substrate, and the pressing part 30, which is lifted up in FIG. 3, is expanded to bring the entire surface of the transfer substrate 40 into close contact with the pattern mask 50. (FIG. 8). Finally, when the light irradiation unit 90 is turned on and cured, the fine pattern formed on the pattern mask 50 is transferred to the transfer substrate 40 (FIG. 9). Thereafter, the process is terminated when the transfer substrate 40 and the pattern mask 50 are removed. The light irradiation unit 90 should select and irradiate suitable cured light according to the material of the fine shape. In general, UV light is mainly used.

도 10은 패턴 마스크의 미세 형상이 전사 기판에 전사되는 과정을 설명하기 위한 설명도이다. 도 10 (a)에 도시된 바와 같이 패턴 마스크(50) 상에 형성되어 있던 미세 형상(55)은 광 조사부에 의하여 경화를 완료하게 되면, 도 10 (b)에 도시된 바와 같이 전사 기판(40) 상에 적층됨을 알 수 있다.10 is an explanatory diagram for explaining a process of transferring a fine shape of a pattern mask to a transfer substrate. As shown in FIG. 10A, when the fine shape 55 formed on the pattern mask 50 is completely cured by the light irradiation part, the transfer substrate 40 as shown in FIG. 10B. It can be seen that the stacked on).

본 발명의 미세 형상 제조장치에 의해서 종래의 롤 방식을 적용할 때보다 전사 기판과 패턴 마스크를 전체적으로 일정한 압력이 가해지도록 밀착시킬 수 있게 됨으로써 미세 형상이 전사 기판에 안정적으로 전사될 수 있게 되었다.By using the fine shape manufacturing apparatus of the present invention, the transfer substrate and the pattern mask can be closely adhered to each other so that a certain pressure is applied as a whole, compared to when applying the conventional roll method, and thus the fine shape can be stably transferred to the transfer substrate.

또한 본 발명의 미세 형상 제조장치를 이용한 제조 방법에 의하면 전사 기판을 패턴 마스크로부터 수직 방향으로 이탈시킬 수 있으므로 전사 기판과 패턴 마스크의 분리 시에 발생되는 미세 형상의 손상을 최소화시킬 수 있는 잇점이 있다.In addition, according to the manufacturing method using the micro-shape manufacturing apparatus of the present invention, since the transfer substrate can be separated from the pattern mask in the vertical direction, there is an advantage of minimizing the damage of the micro-shape generated during separation of the transfer substrate and the pattern mask. .

본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.While the preferred embodiments of the present invention have been described using specific terms, such descriptions are for illustrative purposes only, and it is understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the following claims. Should be done.

Claims (5)

패턴 마스크 상에 형성된 미세 형상을 전사 기판 상에 전사시키는 미세 형상 제조 장치로서,A fine shape manufacturing apparatus for transferring a fine shape formed on a pattern mask onto a transfer substrate, 공기에 의해서 팽창 또는 수축되는 복수 개 가압부를 갖는 상부 부재;An upper member having a plurality of press portions that are expanded or contracted by air; 하부에는 광을 조사하는 광 조사부가 구비되고, 상기 광 조사부의 상부에 구비되며, 상기 전사 기판을 지지하며 투명 재질로 형성되는 투명 지지 기판을 갖는 하부 부재;A lower member having a light irradiating portion for irradiating light on a lower portion thereof, provided on an upper portion of the light irradiating portion, and having a transparent support substrate supporting the transfer substrate and formed of a transparent material; 상기 투명 지지 기판 상에 적층되는 전사 기판을 얼라인시키는 얼라이너;An aligner for aligning the transfer substrate stacked on the transparent support substrate; 상기 가압부에 압축 공기를 불어 넣거나 또는 공기를 빼는 공기 압축기; 및An air compressor for blowing compressed air or extracting air from the pressurizing unit; And 상기 얼라이너를 X 방향, Y 방향 및 θ 방향으로 이동시키는 XYθ 이동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세 형상 제조 장치.And an XYθ moving part for moving the aligner in the X, Y and θ directions. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광 조사부는 UV 광 조사부인 것을 특징으로 하는 미세 형상 제조 장치.The light irradiation unit is a fine shape manufacturing apparatus, characterized in that the UV light irradiation unit. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 복수 개 가압부 사이에 구비되며, 팽창된 가압부가 이웃하는 가압부 영역을 침범할 수 없도록 격리시키는 격리 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미세 형상 제조 장치.And an isolation member provided between the plurality of pressing portions, the insulating member for isolating the expanded pressing portion from encroaching an adjacent pressing portion region. 패턴 마스크 상에 형성된 미세 형상을 전사 기판 상에 전사시키는 미세 형상 제조 방법으로서,A fine shape manufacturing method for transferring a fine shape formed on a pattern mask onto a transfer substrate, 패턴 마스크 상에 전사 기판을 적층시키는 제 1단계;Stacking a transfer substrate on the pattern mask; 적층된 패턴 마스크와 전사 기판 상부의 가운데 부분에 압력을 인가하여 상기 전사 기판과 패턴 마스크를 밀착시키는 제 2단계;A second step of applying pressure to a central portion of the stacked pattern mask and the upper portion of the transfer substrate to bring the transfer substrate and the pattern mask into close contact; 적층된 패턴 마스크와 전사 기판 상부의 주변 부분에 압력을 인가하여 상기 전사 기판과 패턴 마스크를 밀착시키는 제 3단계;A third step of applying pressure to the stacked pattern mask and a peripheral portion of the upper portion of the transfer substrate to bring the transfer substrate and the pattern mask into close contact; 적층된 패턴 마스크와 전사 기판에 광을 조사하는 제 4단계; 및Irradiating light onto the stacked pattern mask and the transfer substrate; And 상기 패턴 마스크와 전사 기판을 분리하는 제 5단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세 형상 제조 방법.And a fifth step of separating the pattern mask and the transfer substrate. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 1단계와 상기 제 2단계 사이에 패턴 마스크 상에 전사 기판을 정렬시키는 제 1-1단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미세 형상 제조 방법.And forming a transfer substrate on the pattern mask between the first step and the second step.
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