[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2021015508A1 - 임프린트용 레벨링 유닛 및 이를 포함하는 임프린트 장치 - Google Patents

임프린트용 레벨링 유닛 및 이를 포함하는 임프린트 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2021015508A1
WO2021015508A1 PCT/KR2020/009503 KR2020009503W WO2021015508A1 WO 2021015508 A1 WO2021015508 A1 WO 2021015508A1 KR 2020009503 W KR2020009503 W KR 2020009503W WO 2021015508 A1 WO2021015508 A1 WO 2021015508A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
link
block
elastic
stamp
wafer
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/009503
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최기봉
이재종
김기홍
임형준
권순근
안준형
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 US17/432,646 priority Critical patent/US12005724B2/en
Publication of WO2021015508A1 publication Critical patent/WO2021015508A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/18—Heads with mechanism for moving the apparatus relatively to the stand
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41K—STAMPS; STAMPING OR NUMBERING APPARATUS OR DEVICES
    • B41K3/00—Apparatus for stamping articles having integral means for supporting the articles to be stamped
    • B41K3/62—Details or accessories
    • B41K3/64—Stamping mechanisms controlled by feed of copy matter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
    • F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F16M11/12—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
    • F16M11/121—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction constituted of several dependent joints
    • F16M11/123—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction constituted of several dependent joints the axis of rotation intersecting in a single point, e.g. by using gimbals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
    • F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F16M11/12—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
    • F16M11/125—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction for tilting and rolling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/20—Undercarriages with or without wheels
    • F16M11/24—Undercarriages with or without wheels changeable in height or length of legs, also for transport only, e.g. by means of tubes screwed into each other
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/161—Coating processes; Apparatus therefor using a previously coated surface, e.g. by stamping or by transfer lamination
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2012—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image using liquid photohardening compositions, e.g. for the production of reliefs such as flexographic plates or stamps
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7042—Alignment for lithographic apparatus using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping or imprinting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Definitions

  • the present invention relates to an imprint leveling unit and an imprint apparatus including the same, and more particularly, to an imprint leveling unit capable of maintaining parallel between a wafer and a stamp, and an imprint apparatus including the same.
  • the thermal imprint process which requires a high load, is a process of bringing a nano-sized stamp into contact with a polymer-coated wafer and applying pressure and heat at the same time, and the polymer becomes fluid and the stamp A pattern is formed while filling the gaps of the
  • the stamp In the process of bringing the stamp into contact with the wafer, the stamp is brought into contact with the wafer and pressure is applied at the same time while the leveling unit for imprinting the stamp is moved close to the stage where the wafer is mounted. Keeping the wafer and the stamp parallel during the process is directly related to the imprint yield.
  • the leveling unit for imprinting is provided with a mechanism for maintaining parallel between the wafer and the stamp during the contact process of the wafer and the stamp.
  • An active mechanism and a passive mechanism can be considered as mechanisms provided in the leveling unit for imprinting. Unlike the active mechanism, a passive mechanism is preferred in that there is no need to add an actuator.
  • the passive mechanism is mainly composed of a mechanism using a flexible hinge, and can be implemented as an elastic link assembly in which a structural joint, a rotary joint, a prismatic joint, and the like are combined.
  • the horizontal reference plane on which the stamp is mounted can be smoothly driven, and leveling for imprints with a mechanism that can prevent damage to the mechanism due to excessive stress concentration. Unit development is required.
  • An object of the present invention is to solve the conventional problems, the object of the present invention is to ensure that the load applied to the link assembly is evenly distributed so that the horizontal reference plane on which the stamp is mounted can be smoothly driven, and due to excessive stress concentration It is possible to prevent damage to the mechanism, and to provide a leveling unit for imprint that maintains parallelism between the wafer and the stamp so that the stamp is completely in contact with the wafer and is pressed with a uniform pressure.
  • Another object of the present invention is to provide an imprint apparatus including the leveling unit for imprinting.
  • An imprint leveling unit includes: a base plate; A moving plate disposed to be spaced apart from the base plate and having a reference plane facing the opposite direction of the base plate; And connecting the base plate and the movable plate, provided at a predetermined interval along a circumferential direction with respect to the center of the reference plane, each independently elastically deformed by a pressing force applied to the reference plane, and the movable plate Includes; a plurality of link portions for adjusting the inclination of.
  • each of the link portions an elastic link portion coupled to the base plate and elastically deformed by a pressing force applied to the reference plane; And a link member that connects the elastic link portion and the moving plate, and is rotated jointly coupled to the elastic link portion, and structurally coupled to the moving plate.
  • an extension line of the link member connecting the rotation joint and the structural member may be disposed to pass through the center of the reference plane.
  • the elastic link portion is composed of a pair of elastic link portions disposed to be spaced apart along the circumferential direction, and the pair of elastic link portions may be independently rotatable jointly coupled to the link member.
  • the elastic link unit, the first block is coupled to the base plate; A second block disposed to be spaced apart from the first block and coupled to the link member and the rotation joint; And an elastic member connecting the first block and the second block and extending between the first block and the second block.
  • the first block and the second block are spaced apart from each other in a horizontal direction
  • the elastic member may be an elastic hinge extending in the horizontal direction
  • At least two of the elastic hinges may overlap each other and extend.
  • a plurality of elastic members may be disposed to have a predetermined interval in a vertical direction perpendicular to the extending direction.
  • the elastic member may have a thicker thickness toward an end portion connected to the first block and the second block.
  • An imprint apparatus includes a stage on which a stamp or a wafer is disposed; A leveling unit for the imprint on which a wafer or stamp is disposed; And a driving unit for pressing the base plate in the direction of the stage.
  • a driving platform connecting the base plate and the driving unit; And a load sensing sensor disposed between the driving platform and the base plate and sensing a pressure transmitted from the driving platform to the base plate.
  • a plurality of the load detection sensors are provided at a predetermined interval along the circumferential direction, and may be disposed in a region between the link portions so as not to overlap with the link portions.
  • a moving platform coupled to the moving plate and interlocking with the moving plate, and on which the stamp or the wafer is disposed; may further include.
  • a stamp is disposed on the moving platform, and if the stamp is disposed on the stage, the wafer may be disposed on the moving platform.
  • the load applied to the link assembly is evenly distributed so that the horizontal reference plane on which the stamp is mounted can be smoothly driven, and damage of the mechanism due to excessive stress concentration can be prevented.
  • any one of the wafer (W) and the stamp (S) may be selectively positioned on a moving plate capable of posture control by the leveling unit, thereby controlling the posture of the stamp on the upper side of the wafer and performing the imprint process.
  • the posture of the wafer is controlled under the stamp and the imprint process can be performed, it is possible to design various imprint devices in consideration of process characteristics, thereby improving process efficiency and design diversification.
  • FIG. 1A and 1B are perspective views illustrating an imprint apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the imprint apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an imprint leveling unit of FIG. 2.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the leveling unit for imprint of FIG. 3.
  • 5A to 5C are side views showing the configuration and operation of the elastic link portion of FIG. 3.
  • 6A to 6C are operational diagrams for explaining an operation process of the imprint apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing an imprint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A and 1B are perspective views illustrating an imprint apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a conceptual diagram illustrating the imprint apparatus of FIG. 1.
  • 3 is a perspective view showing an imprint leveling unit of FIG. 2.
  • 4 is an exploded perspective view of the leveling unit for imprint of FIG. 3.
  • the imprint apparatus 10 may include a stage 100, an imprint leveling unit 200, and a driving unit 300.
  • the stage 100 is equipped with a wafer W requiring imprinting, the mounted wafer W may have a plane size of a certain area, and the wafer W may be mounted at the center of the stage 100. It can also be mounted in a location off the center.
  • the stage 100 may be installed to be movable on a plane (X-Y plane) formed in a first direction (X) and a second direction (Y) perpendicular to each other.
  • the leveling unit 200 for imprinting may be installed to be movable on the X-Y plane, and may be movable in a third direction (Z) perpendicular to the X-Y plane.
  • a driving unit for moving the stage 100 a general linear transport structure such as a linear motor, a structure combining a rotary motor and a ball screw may be used, and the configuration of such a linear transport structure is self-evident to a person skilled in the art. Is omitted.
  • the leveling unit 200 for imprinting may be disposed above the stage 100 to be spaced apart from the stage 100 in the third direction Z. That is, the leveling unit 200 for imprinting may be disposed above the stage 100.
  • the imprint leveling unit 200 controls the posture so that the mounted stamp S maintains a parallel state with the wafer W on the stage 100 so that the stamp S is applied to the entire area of the wafer W during the imprint process. So that it can be contacted with even pressure.
  • the driving unit 300 can press the imprint leveling unit 200 downward in the third direction Z toward the stage 100, and the imprint leveling unit 200 is pressed toward the stage 100. Accordingly, the stamp S may be in contact with the wafer W to perform imprinting.
  • the leveling unit 200 for imprinting may include a base plate 210, a moving plate 230, and a link unit 250.
  • the base plate 210 is connected to the driving unit 300 and may be moved in the third direction Z according to the operation of the driving unit 300.
  • the link unit 250 may be coupled to the lower surface of the base plate 210.
  • the imprint apparatus 10 may further include a driving platform 400.
  • the driving platform 400 may be disposed between the base plate 210 and the driving unit 300, and the driving platform 400 that is moved in the third direction Z according to the operation of the driving unit 300 is the base plate 210 ) Can be moved in the third direction Z.
  • a load detection sensor 600 may be provided between the driving platform 400 and the base plate 210.
  • the load detection sensor 600 can detect the pressing force transmitted from the driving platform 400 to the base plate 210 side, and is spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction based on the center of the base plate 210. It can be provided.
  • each load sensing sensor 600 is preferably disposed in a region between the link units 250 so as not to overlap with the plurality of link units 250 on a plane.
  • the load distribution in the circumferential direction of the base plate 210 can be effectively obtained through the load detection sensors 600 arranged in plurality along the circumferential direction of the base plate 210.
  • a load cell may be used as the load detection sensor 600.
  • the moving plate 230 may be disposed to be spaced apart from the base plate 210 in the third direction Z toward the stage 100.
  • a reference plane 235 may be provided on a lower surface of the moving plate 230 facing the stage 100.
  • the reference plane 235 maintains a horizontal state in parallel with the stage 100, and a stamp S may be mounted at the center of the lower surface of the reference plane 235.
  • a structure int housing 231 to which a structure int 275 of the link member 270 to be described later is coupled may be provided on the upper surface of the moving plate 230.
  • the imprint apparatus 10 may further include a moving platform 500.
  • the moving platform 500 is coupled to the lower surface of the moving plate 230 and interlocked with the moving plate 230.
  • the stamp S is mounted on the lower surface of the moving platform 500.
  • the lower surface of the mobile platform 500 may correspond to the reference plane 235.
  • the moving platform 500 may be a moving platform 500 of various sizes or shapes depending on the type or process of the wafer (W) and stamp (S) to be imprinted.
  • the link unit 250 connects the base plate 210 and the moving plate 230, and a plurality of link units 250 may be provided to be spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction with respect to the center point CP of the reference plane 235. .
  • the link unit 250 according to the present embodiment maintains an interval of 120 degrees and constitutes three link units 250, and may be composed of two link units or four or more link units 250 as shown. have.
  • the plurality of link portions 250 are each independently elastically deformed by a pressing force applied to the reference plane 235, and the inclination of the moving plate 230 having the reference plane 235 may be adjusted.
  • the plurality of link units 250 are each independently elastically deformed by a pressing force applied from the wafer W and the stage 100 to the moving plate 230, and the inclination of the moving plate 230 may be adjusted.
  • the slope of the stamp (S) so that the wafer (W) on the stage (100) and the stamp (S) on the reference plane 235 are parallel, the wafer (W) and the stamp (S) are kept in complete contact. I can.
  • the plurality of link units 250 may be configured to have the same configuration. Hereinafter, the configuration of one link unit 250 will be described in more detail.
  • 5A to 5C are side views showing the configuration and operation of the elastic link portion of FIG. 3.
  • the link unit 250 may include an elastic link unit 260 and a link member 270.
  • the elastic link part 260 is coupled to the base plate 210 and may be elastically deformed in the third direction Z by a pressing force applied to the reference plane 235 of the moving plate 230.
  • the elastic link unit 260 may include a first block 261, a second block 262, and an elastic member 263.
  • the first block 261 may have an upper surface fixedly coupled to a lower surface of the base plate 210.
  • the second block 262 may be spaced apart from the first block 261 in a first direction X or a second direction Y, which is a horizontal direction crossing the third direction Z.
  • One side of the second block 262 may be coupled to the link member 270 and the rotation joint 265, and a rotation joint 265 may be provided on one side of the second block 262.
  • the elastic member 263 connects the first block 261 and the second block 262, in a third direction (Z) by an external force transmitted from the first block 261 and the second block 262. It can be stretched and contracted. That is, the first block 261 and the second block 262 may perform relative translational movement in the third direction Z by an external force.
  • the elastic member 263 may be composed of an elastic hinge extending in a first direction (X) or a second direction (Y), and the elastic member 263 according to the present embodiment is formed in a third direction (Z). They are overlapped to have a predetermined interval, and may be composed of a plurality of two or more.
  • the elastic member 263 may be formed of a plate-shaped spring, and may be formed in various shapes according to the shape of the notch.
  • the spacing and quantity of the elastic members 263 may be selectively used. For example, in the case of providing a strong elastic restoring force of the elastic members 263, the spacing of the elastic members 263 is relatively narrow or the quantity thereof is reduced. It can be relatively increased. Conversely, when a weak elastic restoring force is to be provided, the spacing of the elastic members 263 can be arranged relatively wide or the quantity thereof can be relatively reduced.
  • the thickness of the elastic member 263 in the third direction (Z) may also be selectively used. For example, in the case of providing a strong elastic restoring force of the elastic member 263, the thickness of the elastic member 263 is increased. Conversely, when a weak elastic restoring force is to be provided, the thickness of the elastic member 263 may be made thin.
  • the plurality of elastic members 263 may be configured with different thicknesses in the third direction Z, unlike shown.
  • the spacing, quantity, and thickness of the elastic member 263 may be appropriately adjusted according to the type or process characteristics of the wafers W and stamps S to be imprinted.
  • the elastic member 263 on the plate connects the first block 261 and the second block 262 to the first block 261 and the second block 262 through a connection structure such as a four-section link.
  • the third direction (Z) translation movement is implemented, where in the elastic deformation process of the elastic member 263, the first block 261 and the second block 262 are fine in the translation movement in the third direction (Z). You can show a curved path.
  • the maximum parallel error generated between the stamp (S) and the wafer (W) in the nanoimprint process performed in a high load environment of 1000N or more falls within the range of approximately 1mm, so that the elastic member 263 is mediated in this fine range.
  • the first block 261 and the second block 262 connected to each other may exhibit a translational linear motion substantially parallel to the third direction Z.
  • both ends of the elastic member 263 connected to the first block and the second block 262 may correspond to a portion where stress is concentrated when an external force is transmitted.
  • the elastic member 263 It may be formed to have a thicker thickness toward both ends connected to the first block 261 and the second block 262. As shown, both ends of the elastic member 263 connected to the first block 261 and the second block 262 may be filleted to have a relatively thick thickness.
  • the stress concentration concentrated at both ends is distributed to be uniform and more uniform in the entire area of the elastic member 263 having a length in the first direction (X) or the second direction (Y). Effective elastic deformation can be induced.
  • the first block 261, the second block 262, and the elastic member 263 may be integrally molded and manufactured using one material, for example, the first block 261 and the second block 262 And one block in which the elastic members 263 are integrated in advance, and punching is performed corresponding to the interval between the elastic members 263 to fabricate the elastic member 263.
  • the elastic link part 260 may be composed of a pair of elastic link parts 260 and 260" that are spaced apart along the circumferential direction. That is, the link member 270 is interposed therebetween.
  • a pair of elastic link portions 260 and 260" may be configured on both sides along the circumferential direction.
  • Such a pair of elastic link portions 260 and 260" can be independently coupled to the rotation joint 265 with respect to the link member 270. Therefore, a pair of elastic link portions 260 and 260" can be combined with one link. The load transmitted from the member 270 can be effectively dispersed.
  • the link member 270 can connect the elastic link unit 260 and the moving plate 230, and one end is coupled to the second block 262 of the elastic link unit 260 and the rotation joint 265, and the other end is movable.
  • a structure 275 may be coupled to the plate 230.
  • a rotation joint housing 271 coupled to the rotation joint 265 of the second block 262 may be provided at the upper end of the link member 270.
  • the link member 270 corresponds to the pair of elastic link parts 260 and 260".
  • a pair of rotating joint housings 271 may be provided on both sides.
  • a structure point 275 may be provided at the lower end of the link member 270.
  • the structure int 275 may be combined with the structure int housing 231 provided on the upper surface of the moving plate 230, and the link member 270 rotates about the moving plate 230 around the structure int 275 Can be.
  • the link member 270 may be formed extending in a straight line from the rotation joint 265 toward the structure int 275, and a link member connecting the rotational joint 265 and the structure int 275 ( The extension line 270 may be disposed to pass through the center point CP of the reference plane 235 on which the stamp S is mounted.
  • the plurality of link members 270 coupled to the movable plate 230 and the structure point 275 may be constrained through a virtual center point CP existing on the reference plane 235 and interlock with each other.
  • FIG. 6A to 6C are operational diagrams for explaining an operation process of the imprint apparatus of FIG. 1.
  • the operation diagrams of FIG. 6 illustrate a two-dimensional operation process using two link units for convenience of explanation.
  • the driving unit 300 When the base plate 210 is moved in the third direction (Z) according to the operation, the moving plate 230 connected via the base plate 210 and the link unit 250 is also interlocked to move in the third direction (Z). do. That is, the stamp S mounted on the reference plane 235 of the moving plate 230 is moved toward the wafer W in the third direction Z.
  • the wafer W mounted on the stage 100 may have an inclination angle R1 that is shifted in an accurate horizontal state.
  • the moving plate 230 is moved in a state that the horizontality of the wafer W is shifted. If it continues to move, as shown in FIG. 6B, a portion of the wafer W or a portion of the stage 100 that is out of the center first comes into contact with a portion of the moving plate 230 or the stamp S.
  • the driving unit (300) continues the imprint leveling unit (200) in the third direction (Z).
  • the inclination of the moving plate 230 is adjusted as shown in FIG. 6C through the translational movement of the structural joint 275, the rotation joint 265, and the elastic member 263 of the link portions 250 on both sides. As a result, it is maintained in parallel with the stage 100. As a result, the wafer (W) and the stamp (S) are parallel to each other while maintaining a state in full contact.
  • the right elastic member 263 and the left elastic member 263 deformed in opposite directions generate the same stiffness toward the moving plate 230, and eventually, as shown in FIG. 6C, stamp the wafer W.
  • the stamp (S) can be continuously contacted with the wafer (W) at a uniform pressure.
  • the pressure applied to the contact area between the wafer (W) and the stamp (S) is monitored in real time through the load sensor 600. You may.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing an imprint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the imprint apparatus 20 has been described with reference to FIGS. 1A to 4 except that the imprint leveling unit 201 controls the posture of the moving plate 240 on which the wafer W is located. Since it is substantially the same as the imprint apparatus 10, the same reference numerals are used for the same components, and redundant descriptions are omitted.
  • the stamp S is positioned on a stage 101 installed to be movable on the XY plane, and the wafer W is the imprint. It is located on the moving plate 240 whose posture is controlled by the dragon leveling unit 201.
  • the position or posture of the wafer W with respect to the stamp S is controlled according to the driving of the leveling unit 201 for imprinting, and the imprint apparatus 10 in FIGS. 1A to 4
  • the position or posture of the stamp S with respect to the wafer W has a structure opposite to that controlled by the driving of the leveling unit 200 for imprinting.
  • a stamp (S) for performing imprinting is mounted on the stage 101, and the mounted stamp (S) may be mounted in the center of the stage 101, It can also be mounted on site.
  • the stamp S may be mounted on the lower surface of the stage 101.
  • the stage 101 may be installed to be movable on the X-Y plane, and an example of a driving unit for moving the stage 100 is as described above.
  • the leveling unit 201 for imprinting may be disposed below the stage 101 to be spaced apart from the stage 101 in the third direction Z.
  • the wafer W is mounted on the imprint leveling unit 201, and the imprint leveling unit 201 controls the posture so that the mounted wafer W remains parallel to the stamp S on the stage 101. , In the imprint process, the stamp (S) can be brought into contact with a uniform pressure with respect to the entire area of the wafer (W).
  • the leveling unit 201 for imprinting may include a base plate 211, a moving plate 240, and a link unit 280.
  • the base plate 211 is connected to the driving unit 301 and may be moved in the third direction Z according to the operation of the driving unit 301.
  • the link unit 280 may be coupled to the upper surface of the base plate 211.
  • the driving unit 301 may press the imprint leveling unit 200 downward in the third direction Z toward the moving plate 240, and the imprint leveling unit 200 may press the stage 100.
  • the stamp (S) is pressed toward the wafer (W) can be in contact with the imprint.
  • the imprint apparatus is further provided with a driving platform 401, and the driving platform 401 is disposed between the base plate 211 and the driving unit 301, so that the base plate 211 is moved according to the operation of the driving unit 301.
  • the movement in the third direction Z is as described above.
  • a load sensing sensor 601 may be provided between the driving platform 401 and the base plate 211, and the arrangement and operation of the load sensing sensor 601 are the same as the load sensing sensor 600 described above, so it will be omitted. .
  • the moving plate 240 may be disposed to be spaced apart from the base plate 211 in a third direction Z toward the stage 101.
  • a wafer W is mounted on the upper surface of the moving plate 240, and a reference plane 245 may be provided on the upper surface of the moving plate 240 facing the stage 101.
  • the reference plane 245 maintains a horizontal state parallel to the stage 101, and the wafer W may be mounted in the center of the upper surface of the reference plane 245.
  • a structure inte housing (not shown) to which the structure inte 295 of the link member 290 is coupled may be provided on the lower surface of the movable plate 240.
  • the imprint device 20 may further include a moving platform, and the moving platform is coupled to the upper surface of the moving plate 240 and interlocked with the moving plate 240. It is substantially the same as 500 and the moving plate 230 linked thereto.
  • the link unit 280 connects the base plate 211 and the moving plate 240, and a plurality of link units 280 may be provided to be spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction with respect to the center point CP of the reference plane 245. .
  • the link unit 280 according to the present embodiment maintains an interval of 120 degrees and constitutes three link units 280, and may be composed of two link units or four or more link units 280, unlike shown. have.
  • the plurality of link portions 280 are each independently elastically deformed by a pressing force applied to the reference plane 245, and the inclination of the moving plate 240 having the reference plane 245 may be adjusted.
  • the plurality of link portions 280 are each independently elastically deformed by the pressing force applied from the stamp (S) and the stage 101 toward the moving plate 240 to adjust the inclination of the moving plate 240. That is, the inclination of the wafer (W) is adjusted so that the stamp (S) on the stage 101 and the wafer (W) on the reference plane 245 are parallel to maintain a complete contact state between the wafer (W) and the stamp (S). I can.
  • each of the plurality of link portions 280 has the same configuration, and the elastic portion 281 constituting the link portion 280, the rotation joint 285 and the link member 290, furthermore the link member (
  • the detailed structure and operation of the structure int 295 of 290 is the elastic part 260 constituting the link part 250, the rotation joint 265 and the link member 270 described with reference to FIGS. 5A to 5C.
  • the structure of the link member 270 is substantially the same as the structure 275, an additional description will be omitted.
  • the imprint leveling unit 20 controls the position and posture of the moving plate 240 on which the wafer W is mounted, with respect to the stage 101 on which the stamp S is mounted. Characterized in that, it is possible to perform selective attitude control for the stamp and the wafer through this, it is possible to improve the flexibility of the design.
  • the imprint apparatus can achieve a complete contact state by quickly aligning parallel with a partial contact in a state where the parallelism of the wafer (W) and the stamp (S) is misaligned. By allowing one pressure to be transmitted, the yield of the imprint process can be greatly improved.
  • the imprint device can simplify the passive mechanism through the elastic link unit implementing the translational motion, and improve the strength of the passive mechanism by distributing stress concentrated on the elastic member generating rigidity.
  • any one of the wafer (W) and the stamp (S) may be selectively positioned on a moving plate capable of posture control by the leveling unit, thereby controlling the posture of the stamp on the upper side of the wafer and performing the imprint process.
  • the posture of the wafer is controlled under the stamp and the imprint process can be performed, it is possible to design various imprint devices in consideration of process characteristics, thereby improving process efficiency and design diversification.
  • the imprint apparatus according to the present invention is expected to have more operational effects in the thermal imprint process in which a high load of 1000N or more is applied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

임프린트용 레벨링 유닛 및 이를 포함하는 임프린트 장치에서, 상기 임프린트용 레벨링 유닛은 베이스 베이스플레이트, 이동플레이트 및 복수의 링크부들을 포함한다. 상기 이동플레이트는 상기 베이스플레이트로부터 이격되게 배치되며, 상기 베이스플레이트의 반대방향을 향하는 기준평면을 구비한다. 상기 복수의 링크부들은 상기 베이스플레이트와 상기 이동플레이트를 연결하며, 상기 기준평면의 중심을 기준으로 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되게 구비되고 상기 기준평면에 가해지는 가압력에 의하여 각각 독립적으로 탄성 변형되면서 상기 이동플레이트의 경사를 조절한다.

Description

임프린트용 레벨링 유닛 및 이를 포함하는 임프린트 장치
본 발명은 임프린트용 레벨링 유닛 및 이를 포함하는 임프린트 장치에 관한 것으로, 상세하게는 웨이퍼 및 스탬프 사이를 평행하기 유지해 줄 수 있는 임프린트용 레벨링 유닛 및 이를 포함하는 임프린트 장치에 관한 것이다.
나노 임프린트 리소그래피(Nano imprint lithography) 기술 중 고 하중을 요구하는 서멀 임프린트(Thermal imprint) 공정은 나노 사이즈의 스탬프를 고분자로 코팅된 웨이퍼에 접촉시키고 압력을 가하는 동시에 열을 가하면 고분자는 유동성을 가지게 되면서 스탬프의 패턴 사이를 채우면서 패턴이 형성된다.
스탬프를 웨이퍼에 접촉시키는 과정은 웨이퍼가 장착된 스테이지에 스탬프가 장착된 임프린트용 레벨링 유닛을 근접 이동시키면서 스탬프를 웨이퍼에 접촉시키는 동시에 압력을 가하게 되는데, 이때 나노 임프린트 공정의 특성 상 스탬프 및 웨이퍼의 접촉 과정에서 웨이퍼 및 스탬프 사이를 평행하기 유지해 주는 것이 임프린트 수율과 직결된다.
이를 위해 일반적으로 임프린트용 레벨링 유닛에는 웨이퍼 및 스탬프의 접촉 과정에서 웨이퍼 및 스탬프 사이를 평행하기 유지하기 위한 메커니즘이 구비된다.
임프린트용 레벨링 유닛에 구비되는 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.
따라서 탄성힌지 및 링크 조립체에 가해지는 하중이 고르게 분산되도록 함으로서 스탬프가 장착되는 수평 기준평면이 원활하게 구동될 수 있고, 과도한 응력 집중에 의한 메커니즘의 파손을 방지할 수 있는 메커니즘이 구비된 임프린트용 레벨링 유닛의 개발이 요구된다.
관련 선행기술문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1005584호가 있다.
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 링크 조립체에 가해지는 하중이 고르게 분산되도록 하여 스탬프가 장착되는 수평 기준평면이 원활하게 구동될 수 있고, 과도한 응력 집중에 의한 메커니즘의 파손을 방지할 수 있으며, 웨이퍼와 스탬프 사이의 평행을 유지하여 웨이퍼에 스탬프가 완전 접촉되어 균일한 압력으로 가압될 수 있도록 하는 임프린트용 레벨링 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 임프린트용 레벨링 유닛을 포함하는 임프린트 장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 임프린트용 레벨링 유닛은, 베이스플레이트; 상기 베이스플레이트로부터 이격되게 배치되며, 상기 베이스플레이트의 반대방향을 향하는 기준평면을 구비하는 이동플레이트; 및 상기 베이스플레이트와 상기 이동플레이트를 연결하며, 상기 기준평면의 중심을 기준으로 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되게 구비되고 상기 기준평면에 가해지는 가압력에 의하여 각각 독립적으로 탄성 변형되면서 상기 이동플레이트의 경사를 조절하는 복수의 링크부들;을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 링크부들 각각은, 상기 베이스플레이트에 결합되며 상기 기준평면에 가해지는 가압력에 의하여 탄성 변형되는 탄성링크부; 및 상기 탄성링크부와 상기 이동플레이트를 연결하되, 상기 탄성링크부와는 회전조인트 결합되며, 상기 이동플레이트와는 구조인트 결합되는 링크부재;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회전조인트와 상기 구조인트를 연결하는 상기 링크부재의 연장선은 상기 기준평면의 중심을 통과하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 탄성링크부는 상기 원주방향을 따라 이격되게 배치되는 한 쌍의 탄성링크부로 구성되며, 상기 한 쌍의 탄성링크부는 상기 링크부재에 독립적으로 회전조인트 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 탄성링크부는, 상기 베이스플레이트 결합되는 제1 블록; 상기 제1 블록에 이격되게 배치되며, 상기 링크부재와 회전조인트 결합되는 제2 블록; 및 상기 제1 블록과 상기 제2 블록을 연결하고, 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록 사이에서 연장 형성되는 탄성부재;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록은 수평 방향으로 서로 이격되며, 상기 탄성부재는 상기 수평 방향으로 연장되는 탄성 힌지일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 탄성 힌지는 적어도 2개 이상이 서로 중첩되며 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 탄성부재는 상기 연장방향에 수직인 수직 방향으로 미리 정해진 간격을 가지도록 복수개가 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 탄성부재는 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록에 연결되는 단부 측으로 갈수록 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 임프린트 장치는, 스탬프 또는 웨이퍼가 배치되는 스테이지; 웨이퍼 또는 스탬프가 배치되는 상기 임프린트용 레벨링 유닛; 및 상기 베이스플레이트를 상기 스테이지 방향으로 가압하는 구동부;를 포함하며, 상기 웨이퍼와 상기 스탬프가 서로 접촉되는 경우, 상기 웨이퍼와 상기 스탬프가 서로 평행을 유지하며 서로 균일한 압력으로 접촉된다.
일 실시예에서, 상기 베이스플레이트와 상기 구동부를 연결하는 구동플랫폼; 및 상기 구동플랫폼과 상기 베이스플레이트 사이에 배치되며, 상기 구동플랫폼에서 상기 베이스플레이트 측으로 전달되는 압력을 감지하는 하중감지센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하중감지센서는 상기 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되게 복수개로 구비되되, 상기 링크부들과 중첩되지 않도록 상기 링크부들의 사이 영역에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이동플레이트에 결합되어 상기 이동플레이트와 연동하며, 상기 스탬프 또는 상기 웨이퍼가 배치되는 이동플랫폼;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스테이지 상에 웨이퍼가 배치되면, 상기 이동플랫폼 상에 스탬프가 배치되고, 상기 스테이지 상에 스탬프가 배치되면, 상기 이동플랫폼 상에 웨이퍼가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 링크부를 통하여 웨이퍼 및 스탬프의 평행이 어긋난 상태에서 부분 접촉과 동시에 신속하게 평행을 맞춰 완전 접촉 상태를 구현할 수 있고, 완전 접촉 상태에서 균일한 압력이 전달되도록 함으로서, 임프린트 공정의 수율을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 메커니즘의 간소화가 가능하고, 링크 조립체에 가해지는 하중이 고르게 분산되도록 하여 스탬프가 장착되는 수평 기준평면이 원활하게 구동될 수 있으며, 과도한 응력 집중에 의한 메커니즘의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W) 및 스탬프(S) 중 어느 하나가 선택적으로 레벨링 유닛에 의해 자세제어가 가능한 이동 플레이트 상에 위치할 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼의 상부에서 스탬프의 자세가 제어되며 임프린트 공정이 수행되거나, 스탬프의 하부에서 웨이퍼의 자세가 제어되며 임프린트 공정이 수행될 수 있어, 공정 특성을 고려한 다양한 임프린트 장치의 설계가 가능하고, 이에 따른 공정효율 향상 및 설계 다변화가 가능하게 된다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치를 나타낸 사시도들이다.
도 2는 도 1의 임프린트 장치를 도시한 개념도이다.
도 3은 도 2의 임프린트용 레벨링 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 임프린트용 레벨링 유닛의 분해 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 3의 탄성링크부의 구성 및 작동 상태를 나타낸 측면도들이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 1의 임프린트 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 동작도들이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 임프린트 장치를 도시한 개념도이다.
* 부호의 설명
10, 20 : 임프린트 장치 100, 101 : 스테이지
200, 201 : 임프린트용 레벨링 유닛
210, 211 : 베이스플레이트 230, 240 : 이동플레이트
250, 280 : 링크부 260, 281 : 탄성링크부
270, 290 : 링크부재 300, 301 : 구동부
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 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치를 나타낸 사시도들이다. 도 2는 도 1의 임프린트 장치를 도시한 개념도이다. 도 3은 도 2의 임프린트용 레벨링 유닛을 나타낸 사시도이다. 도 4는 도 3의 임프린트용 레벨링 유닛의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 임프린트 장치(10)는 스테이지(100), 임프린트용 레벨링 유닛(200) 및 구동부(300)를 포함할 수 있다.
스테이지(100)는 임프린트를 필요로 하는 웨이퍼(W)가 탑재되며, 탑재되는 웨이퍼(W)는 일정 면적의 평면 크기를 가질 수 있고, 웨이퍼(W)는 스테이지(100)의 중심부에 탑재될 수 있으며, 중심부에서 벗어난 위치에 탑재될 수도 있다.
스테이지(100)는 서로 수직인 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 형성되는 평면(X-Y 평면) 상에서 이동 가능하게 설치될 수 있다.
이 경우, 임프린트용 레벨링 유닛(200)은 상기 X-Y 평면 상에서 이동 가능하도록 설치될 수 있으며, 상기 X-Y 평면에 대하여 수직인 제3 방향(Z)으로도 이동 가능할 수 있다.
한편, 스테이지(100)를 이동시키는 구동부로는 리니어 모터, 회전 모터와 볼스크류를 조합한 구조 등 일반적인 직선이송 구조체가 이용될 수 있고, 이러한 직선이송 구조체의 구성은 통상의 기술자에게 자명하므로 상세한 설명은 생략한다.
임프린트용 레벨링 유닛(200)은 스테이지(100)에서 제3 방향(Z)으로 이격되게 스테이지(100)의 상부에 배치될 수 있다. 즉, 임프린트용 레벨링 유닛(200)은 스테이지(100)의 상측에 배치될 수 있다.
임프린트용 레벨링 유닛(200)은 장착되는 스탬프(S)가 스테이지(100) 상의 웨이퍼(W)와 평행 상태를 유지하도록 자세를 제어하여 임프린트 과정에서 웨이퍼(W)의 전체 면적에 대하여 스탬프(S)가 균일한 압력으로 접촉될 수 있도록 한다.
구동부(300)는 스테이지(100)를 향해 임프린트용 레벨링 유닛(200)을 제3 방향(Z)으로 하부방향으로 가압시킬 수 있으며, 임프린트용 레벨링 유닛(200)이 스테이지(100)를 향해 가압됨에 따라 스탬프(S)는 웨이퍼(W)에 접촉되어 임프린트가 수행될 수 있다.
임프린트용 레벨링 유닛(200)은 베이스플레이트(210), 이동플레이트(230), 링크부(250)를 포함할 수 있다.
베이스플레이트(210)는 구동부(300)와 연결되어 구동부(300)의 작동에 따라 제3 방향(Z)으로 이동될 수 있다. 베이스플레이트(210) 하면에는 링크부(250)가 결합될 수 있다.
임프린트 장치(10)에는 구동플랫폼(400)이 더 구비될 수 있다. 구동플랫폼(400)은 베이스플레이트(210)와 구동부(300) 사이에 배치될 수 있으며, 구동부(300)의 작동에 따라 제3 방향(Z)으로 이동되는 구동플랫폼(400)은 베이스플레이트(210)를 제3 방향(Z)으로 이동시킬 수 있다.
이때 구동플랫폼(400)과 베이스플레이트(210) 사이에는 하중감지센서(600)가 구비될 수 있다. 하중감지센서(600)는 구동플랫폼(400)에서 베이스플레이트(210) 측으로 전달되는 가압력을 감지할 수 있으며, 베이스플레이트(210)의 중심을 기준으로 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되게 복수개로 구비될 수 있다.
복수의 하중감지센서(600)를 구성하는 경우, 각 하중감지센서(600)는 평면 상에서 복수의 링크부들(250)과 중첩되지 않도록 링크부(250)의 사이 영역에 배치됨이 바람직하다.
이처럼 베이스플레이트(210)의 원주방향을 따라 복수로 배치된 하중감지센서(600)를 통하여 베이스플레이트(210)의 원주방향에 대한 하중 분포를 효과적으로 획득할 수 있다. 하중감지센서(600)로는 로드셀(Load cell)이 사용될 수 있다.
이동플레이트(230)는 베이스플레이트(210)로부터 스테이지(100)를 향하는 제3 방향(Z)으로 이격되게 배치될 수 있다.
스테이지(100)를 향하는 이동플레이트(230)의 하면에는 기준평면(235)이 구비될 수 있다. 기준평면(235)은 스테이지(100)와 나란하게 수평 상태를 유지하는 것으로, 기준평면(235)의 하면 중심부에는 스탬프(S)가 장착될 수 있다.
또한 이동플레이트(230)의 상면에는 후술되는 링크부재(270)의 구조인트(275)가 결합되는 구조인트 하우징(231)이 구비될 수 있다.
한편 임프린트 장치(10)는 이동플랫폼(500)이 더 구비될 수 있다. 이동플랫폼(500)은 이동플레이트(230)의 하면에 결합되어 이동플레이트(230)와 연동하는 것으로, 이동플랫폼(500)이 구비될 경우 이동플랫폼(500)의 하면에 스탬프(S)가 장착될 수 있으며, 결국 이동플랫폼(500)의 하면이 기준평면(235)에 해당될 수 있다.
이러한 이동플랫폼(500)은 임프린트되는 웨이퍼(W) 및 스탬프(S)의 종류나 공정에 따라 다양한 크기나 모양의 이동플랫폼(500)이 선택적으로 사용될 수 있다.
링크부(250)는 베이스플레이트(210)와 이동플레이트(230)를 연결하며, 기준평면(235)의 중심점(CP)을 기준으로 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되게 복수개가 구비될 수 있다. 본 실시예에 따른 링크부(250)는 120도 간격을 유지하며 3개의 링크부(250)를 구성하고 있으며, 도시된 바와 달리 2개의 링크부 또는 4개 이상의 링크부(250)로 구성될 수도 있다.
이러한 복수의 링크부들(250)은 기준평면(235)에 가해지는 가압력에 의하여 각각 독립적으로 탄성 변형되면서 기준평면(235)을 가지는 이동플레이트(230)의 경사를 조절할 수 있다.
다시 말해 복수의 링크부들(250)은 웨이퍼(W) 및 스테이지(100)로부터 이동플레이트(230) 측으로 가해지는 가압력에 의하여 각각 독립적으로 탄성 변형되면서 이동플레이트(230)의 경사를 조절할 수 있다. 즉, 스테이지(100) 상의 웨이퍼(W)와 기준평면(235) 상의 스탬프(S)가 평행이 되도록 스탬프(S)의 경사를 조절하여 웨이퍼(W)와 스탬프(S)의 완전 접촉 상태를 유지할 수 있다.
복수의 링크부들(250)은 동일한 구성을 가지도록 구성될 수 있으며, 이하에서는 하나의 링크부(250)의 구성에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 5a 내지 도 5c는 도 3의 탄성링크부의 구성 및 작동 상태를 나타낸 측면도들이다.
도 5a 내지 도 5c를 추가로 참조하면, 링크부(250)는 탄성링크부(260) 및 링크부재(270)를 포함할 수 있다.
탄성링크부(260)는 베이스플레이트(210)에 결합되며 이동플레이트(230)의 기준평면(235)에 가해지는 가압력에 의하여 제3 방향(Z)으로 탄성 변형될 수 있다. 본 실시예에 따른 탄성링크부(260)는 제1 블록(261), 제2 블록(262), 탄성부재(263)를 포함할 수 있다.
제1 블록(261)은 상부면이 베이스플레이트(210)의 하면에 고정 결합될 수 있다.
제2 블록(262)은 제1 블록(261)에서 제3 방향(Z)과 교차하는 수평방향인 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로 이격되게 배치될 수 있다. 제2 블록(262)의 일측면은 링크부재(270)와 회전조인트(265) 결합될 수 있으며, 제2 블록(262)의 일측면에 회전조인트(265)가 구비될 수 있다.
탄성부재(263)는 제1 블록(261)과 제2 블록(262)을 연결하게 되는데, 제1 블록(261) 및 제2 블록(262)으로부터 전달되는 외력에 의해 제3 방향(Z)으로 신장 및 수축될 수 있다. 즉, 외력에 의해 제1 블록(261)과 제2 블록(262)은 제3 방향(Z)으로 상대 병진 운동이 가능하다.
탄성부재(263)는 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로 연장 형성되는 탄성힌지로 구성될 수 있으며, 본 실시예에 따른 상기 탄성부재(263)는 제3 방향(Z)으로 미리 정해진 간격을 가지도록 중첩되며, 2개 이상의 복수개로 구성될 수 있다.
이와 달리, 상기 탄성부재(263)는 판 형상의 스프링으로 구성될 수 있으며, 노치부의 형상에 따라 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.
탄성부재(263)의 간격 및 수량은 선택적으로 사용될 수 있는데, 예를 들면 탄성부재(263)의 강한 탄성 복원력을 부여하고자 할 경우에는 탄성부재(263)의 간격을 상대적으로 좁게 배치하거나 그 수량을 상대적으로 증가시킬 수 있고, 반대로 약한 탄성 복원력을 부여하고자 할 경우에는 탄성부재(263)의 간격을 상대적으로 넓게 배치하거나 그 수량을 상대적으로 감소시킬 수 있다.
또한 탄성부재(263)의 제3 방향(Z)에 대한 두께 역시 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들면 탄성부재(263)의 강한 탄성 복원력을 부여하고자 할 경우에는 탄성부재(263)의 두께를 두껍게 형성할 수 있고, 반대로 약한 탄성 복원력을 부여하고자 할 경우에는 탄성부재(263)의 두께를 얇게 형성할 수 있다.
또한 복수의 탄성부재(263)는 도시된 바와 달리 제3 방향(Z)에 대해 서로 다른 두께로 구성될 수도 있다.
이와 같이 탄성부재(263)의 간격, 수량 및 두께는 임프린트되는 웨이퍼(W) 및 스탬프(S)의 종류나 공정 특성에 따라 적절히 조절될 수 있다.
본 실시예에 따른 판 상의 탄성부재(263)는 제1 블록(261) 및 제2 블록(262)을 마치 4절 링크와 같은 연결 구조를 통해 제1 블록(261) 및 제2 블록(262)의 제3 방향(Z) 병진 운동을 구현하게 되는데, 여기서 탄성부재(263)의 탄성 변형 과정에서 제1 블록(261) 및 제2 블록(262)은 제3 방향(Z)의 병진 운동에서 미세하게 곡선 경로를 보일 수 있다.
하지만 일반적으로 1000N 이상의 고하중 환경에서 수행되는 나노 임프린트 공정에서 스탬프(S)와 웨이퍼(W) 간에 발생되는 최대 평행 오차는 대략 1mm 범위 이내에 해당되므로, 이러한 미세 범위 영역에서 탄성부재(263)를 매개로 연결되는 제1 블록(261) 및 제2 블록(262)은 실질적으로 제3 방향(Z)과 나란한 병진 직선 운동을 보일 수 있다.
또한, 제1 블록 및 제2 블록(262)과 연결되는 탄성부재(263)의 양측 단부에는 외력이 전달될 시 응력이 집중되는 부분에 해당될 수 있는데, 이를 고려하여 탄성부재(263)는 제1 블록(261) 및 제2 블록(262)에 연결되는 양측 단부로 갈수록 두꺼운 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이 제1 블록(261) 및 제2 블록(262)에 연결되는 탄성부재(263)의 양측 단부가 상대적으로 두꺼운 두께를 가지도록 필렛 가공될 수 있다.
따라서 탄성부재(263)의 탄성 변형 과정에서 양측 단부에서 집중되는 응력 집중을 분산하여 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로 길이를 가지는 탄성부재(263)의 전체 영역에서 균일하고 보다 효과적인 탄성변형을 유도할 수 있다.
제1 블록(261), 제2 블록(262) 및 탄성부재(263)는 하나의 소재를 이용하여 일체로 성형 제작될 수도 있으며, 예를 들면 제1 블록(261), 제2 블록(262) 및 탄성부재(263)를 일체로 하는 하나의 블록을 미리 제작하고, 탄성부재(263)의 사이 간격에 대응하여 펀칭 가공하는 것으로 탄성부재(263)를 제작할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면 탄성링크부(260)는 원주방향을 따라 이격되게 배치되는 한 쌍의 탄성링크부(260, 260")로 구성될 수 있다. 즉, 링크부재(270)를 사이에 두고 원주방향을 따라 양측에 한 쌍의 탄성링크부(260, 260")가 구성될 수 있다. 이러한 한 쌍의 탄성링크부(260, 260")는 링크부재(270)에 대하여 독립적으로 회전조인트(265) 결합될 수 있다. 따라서한 쌍의 탄성링크부(260, 260")는 하나의 링크부재(270)로부터 전달되는 하중을 효과적으로 분산시킬 수 있다.
링크부재(270)는 탄성링크부(260)와 이동플레이트(230)를 연결할 수 있으며, 일단은 탄성링크부(260)의 제2 블록(262)과 회전조인트(265) 결합되며, 타단은 이동플레이트(230)와는 구조인트(275) 결합될 수 있다.
링크부재(270)의 상단부에는 제2 블록(262)의 회전조인트(265)와 결합되는 회전조인트 하우징(271)이 구비될 수 있다. 본 실시예에 따른 하나의 링크부재(270)와 연결되는 한 쌍의 탄성링크부(260, 260")가 구성되는 경우 한 쌍의 탄성링크부(260, 260")와 대응하게 링크부재(270) 역시 한 쌍의 회전조인트 하우징(271)이 양측에 구비될 수 있다.
또한 링크부재(270)의 하단부에는 구조인트(275)가 구비될 수 있다. 구조인트(275)는 이동플레이트(230)의 상면에 구비된 구조인트 하우징(231)과 결합될 수 있으며, 링크부재(270)는 구조인트(275)를 중심으로 이동플레이트(230)에 대해 회전될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면 링크부재(270)는 회전조인트(265)에서 구조인트(275)를 향하며 직선으로 연장 형성될 수 있으며, 회전조인트(265)와 구조인트(275)를 연결하는 링크부재(270)의 연장선은 스탬프(S)가 장착되는 기준평면(235)의 중심점(CP)을 통과하도록 배치될 수 있다.
결국 이동플레이트(230)와 구조인트(275) 결합되는 복수의 링크부재들(270)은 기준평면(235) 상에 존재하는 가상의 중심점(CP)을 통해 구속되어 서로 연동될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 1의 임프린트 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 동작도들이다. 도 6의 동작도들은 설명의 편의 상 2개의 링크부를 이용한 2차원에서의 작동 과정이 도시되었다.
도 6a 내지 도 6c를 추가 참조하여 본 실시예에 의한 임프린트 장치(10)의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 스테이지(100) 상에 웨이퍼(W)가 준비되고, 임프린트용 레벨링 유닛(200)에 스탬프(S)가 장착된 상태에서, 구동부(300)의 작동에 따라 베이스플레이트(210)를 제3 방향(Z)으로 이동시키면, 베이스플레이트(210)와 링크부(250)를 매개로 연결된 이동플레이트(230) 역시 연동하여 제3 방향(Z)으로 이동된다. 즉, 이동플레이트(230)의 기준평면(235)에 장착된 스탬프(S)는 웨이퍼(W)를 향해 제3 방향(Z)으로 근접 이동된다.
이때 도시된 바와 같이 스테이지(100) 상에 탑재된 웨이퍼(W)는 정확한 수평 상태에서 어긋난 경사각(R1)을 가질 수 있는데, 이와 같이 웨이퍼(W)의 수평이 어긋난 상태에서 이동플레이트(230)를 계속해서 이동시키면, 도 6b에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W) 또는 스테이지(100)의 중심부에서 벗어난 일부분이 이동플레이트(230) 또는 스탬프(S)의 일부분과 먼저 접촉하게 된다.
이와 같이 웨이퍼(W) 및 스테이지(100)와 스탬프(S) 및 이동플레이트(230)의 일부분이 접촉한 상태에서 구동부(300)가 제3 방향(Z)으로 임프린트용 레벨링 유닛(200)을 계속해서 가압하면, 양측 링크부(250)의 구조인트(275), 회전조인트(265) 및 탄성부재(263)의 병진 운동을 통하여, 도 6c에 도시된 바와 같이 이동플레이트(230)는 경사가 조절되면서 스테이지(100)와 나란하게 평행을 유지하게 된다. 결국 웨이퍼(W)와 스탬프(S)는 서로 평행을 이루면서 완전 접촉된 상태를 유지할 수 있다.
뿐만 아니라 임프린트를 위하여 제3 방향(Z)으로 임프린트용 레벨링 유닛(200)을 계속해서 가압하면, 부분접촉 영역과 인접한 위치 즉, 도면에서 우측 영역에 배치된 링크부(250)는 링크부재(270)를 거쳐 제2 블록(262) 측으로 전달되는 상방 가압력에 의하여 제2 블록(262)이 상방으로 병진 이동되고, 이에 따라 탄성 변형된 우측 탄성부재(263)는 강성을 발생시킨다.
이때 우측 링크부재(270) 및 좌측 링크부재(270)의 연장선이 스탬프(S)가 장착되는 기준평면(235)의 중심점(CP: 도 2 참조)에 구속되어 있기 때문에, 우측 링크부(250)와 함께 좌측 링크부(250)가 함께 연동하게 된다.
즉, 부분접촉 영역과 먼 위치 즉, 도면에서 좌측 영역에 배치된 링크부(250)는 링크부재(270)를 거쳐 제2 블록(262) 측으로 전달되는 하방 가압력에 의하여 제2 블록(262)이 하방으로 병진 이동되고, 이에 따라 탄성 변형된 좌측 탄성부재(263)도 강성을 발생시킨다.
이와 같이 서로 반대 방향으로 변형된 우측 탄성부재(263) 및 좌측 탄성부재(263)는 이동플레이트(230)를 향해 동일한 강성을 발생시키고, 결국 도 6c에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)에 스탬프(S)를 평행하게 완전 접촉시킨 상태에서 웨이퍼(W)에 스탬프(S)가 균일한 압력으로 계속해서 접촉될 수 있다.
이처럼 웨이퍼(W)에 스탬프(S)가 완전 접촉된 상태에서는 하중감지센서(600)를 통해 웨이퍼(W)와 스탬프(S)의 접촉 영역에 가해지는 압력의 크기 및 균일한 정도를 실시간으로 모니터링할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 임프린트 장치를 도시한 개념도이다.
본 실시예에 의한 상기 임프린트 장치(20)는 임프린트용 레벨링 유닛(201)이 웨이퍼(W)가 위치한 이동 플레이트(240)의 자세를 제어하는 것을 제외하고는, 도 1a 내지 도 4를 참조하여 설명한 상기 임프린트 장치(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에서의 상기 임프린트 장치(20)에서는, 상기 스탬프(S)가 X-Y 평면 상에서 이동 가능하도록 설치되는 스테이지(101) 상에 위치하며, 상기 웨이퍼(W)가 상기 임프린트용 레벨링 유닛(201)에 의해 자세가 제어되는 이동 플레이트(240) 상에 위치한다.
이에 따라, 상기 웨이퍼(W)의 상기 스탬프(S)에 대한 위치나 자세가 상기 임프린트용 레벨링 유닛(201)의 구동에 따라 제어되며, 도 1a 내지 도 4에서의 상기 임프린트 장치(10)에서 상기 웨이퍼(W)에 대한 상기 스탬프(S)의 위치나 자세가 상기 임프린트용 레벨링 유닛(200)의 구동에 따라 제어되는 것과는 반대의 구조를 가지게 된다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서, 상기 스테이지(101) 상에는 임프린트를 수행하는 스탬프(S)가 탑재되며, 탑재되는 스탬프(S)는 상기 스테이지(101)의 중심부에 탑재될 수 있으며, 중심부에서 벗어난 위치에 탑재될 수도 있다.
이 경우, 상기 스탬프(S)는 상기 스테이지(101)의 하면 상에 탑재될 수 있다.
상기 스테이지(101)는 상기 X-Y 평면 상에서 이동 가능하게 설치될 수 있으며, 스테이지(100)를 이동시키는 구동부의 예는 앞서 설명한 바와 같다.
임프린트용 레벨링 유닛(201)은 스테이지(101)에서 제3 방향(Z)으로 이격되게 스테이지(101)의 하부에 배치될 수 있다.
임프린트용 레벨링 유닛(201)에는 웨이퍼(W)가 장착되며, 임프린트용 레벨링 유닛(201)은 장착되는 웨이퍼(W)가 스테이지(101) 상의 스탬프(S)와 평행 상태를 유지하도록 자세를 제어하여, 임프린트 과정에서 웨이퍼(W)의 전체 면적에 대하여 스탬프(S)가 균일한 압력으로 접촉될 수 있도록 한다.
구체적으로, 임프린트용 레벨링 유닛(201)은 베이스플레이트(211), 이동플레이트(240), 링크부(280)를 포함할 수 있다.
베이스플레이트(211)는 구동부(301)와 연결되어 구동부(301)의 작동에 따라 제3 방향(Z)으로 이동될 수 있다. 베이스플레이트(211) 상면에는 링크부(280)가 결합될 수 있다.
즉, 구동부(301)는 이동 플레이트(240)를 향해 임프린트용 레벨링 유닛(200)을 제3 방향(Z)으로 하부방향으로 가압시킬 수 있으며, 임프린트용 레벨링 유닛(200)이 스테이지(100)를 향해 가압됨에 따라 스탬프(S)는 웨이퍼(W)에 접촉되어 임프린트가 수행될 수 있다.
이 경우, 임프린트 장치에는 구동플랫폼(401)이 더 구비되며, 구동플랫폼(401)이 베이스플레이트(211) 및 구동부(301) 사이 배치되어, 구동부(301)의 작동에 따라 베이스플레이트(211)를 제3 방향(Z)으로 이동시킴은 앞서 설명한 바와 같다.
이때 구동플랫폼(401)과 베이스플레이트(211) 사이에도 하중감지센서(601)가 구비될 수 있으며, 하중감지센서(601)의 배치 및 동작은 앞서 설명한 하중감지센서(600)와 동일하므로 생략한다.
이동플레이트(240)는 베이스플레이트(211)로부터 스테이지(101)를 향하는 제3 방향(Z)으로 이격되게 배치될 수 있다.
이동플레이트(240)의 상면 상에는 웨이퍼(W)가 장착되며, 스테이지(101)를 향하는 이동플레이트(240)의 상면에는 기준평면(245)이 구비될 수 있다. 기준평면(245)은 스테이지(101)와 나란하게 수평 상태를 유지하는 것으로, 기준평면(245)의 상면 중심부에 웨이퍼(W)가 장착될 수 있다.
또한 이동플레이트(240)의 하면에는 링크부재(290)의 구조인트(295)가 결합되는 구조인트 하우징(미도시)이 구비될 수 있다.
한편 임프린트 장치(20)가 이동플랫폼을 더 구비할 수 있으며, 이동플랫폼이 이동플레이트(240)의 상면에 결합되어 이동플레이트(240)와 연동되는 것은, 앞서 설명한 임프린트 장치(10)에서의 이동플랫폼(500) 및 이에 연동되는 이동플레이트(230)와 실질적으로 동일하다.
링크부(280)는 베이스플레이트(211)와 이동플레이트(240)를 연결하며, 기준평면(245)의 중심점(CP)을 기준으로 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되게 복수개가 구비될 수 있다. 본 실시예에 따른 링크부(280)는 120도 간격을 유지하며 3개의 링크부(280)를 구성하고 있으며, 도시된 바와 달리 2개의 링크부 또는 4개 이상의 링크부(280)로 구성될 수도 있다.
이러한 복수의 링크부들(280)은 기준평면(245)에 가해지는 가압력에 의하여 각각 독립적으로 탄성 변형되면서 기준평면(245)을 가지는 이동플레이트(240)의 경사를 조절할 수 있다.
다시 말해 복수의 링크부들(280)은 스탬프(S) 및 스테이지(101)로부터 이동플레이트(240) 측으로 가해지는 가압력에 의하여 각각 독립적으로 탄성 변형되면서 이동플레이트(240)의 경사를 조절할 수 있다. 즉, 스테이지(101) 상의 스탬프(S)와 기준평면(245) 상의 웨이퍼(W)가 평행이 되도록 웨이퍼(W)의 경사를 조절하여 웨이퍼(W)와 스탬프(S)의 완전 접촉 상태를 유지할 수 있다.
복수의 링크부들(280) 각각이 동일한 구성을 갖는 것은 앞서 설명한 바와 같으며, 링크부(280)를 구성하는 탄성부(281), 회전조인트(285) 및 링크부재(290), 나아가 링크부재(290)의 구조인트(295)의 상세한 구조 및 동작은, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한 상기 링크부(250)를 구성하는 탄성부(260), 회전조인트(265) 및 링크부재(270), 나아가 링크부재(270)의 구조인트(275)와 실질적으로 동일하므로 추가적인 설명은 생략한다.
이상과 같이, 본 실시예의 경우, 임프린트용 레벨링 유닛(20)이 웨이퍼(W)가 장착되는 이동플레이트(240)의 위치 및 자세를, 스탬프(S)가 장착되는 스테이지(101)에 대하여 제어하는 것을 특징으로 하며, 이를 통해 스탬프와 웨이퍼에 대한 선택적인 자세 제어를 수행할 수 있어 설계의 유연성을 향상시킬 수 있다.
이상에서와 같이 본 실시예들에 따른 임프린트 장치는 웨이퍼(W)와 스탬프(S)의 평행이 어긋난 상태에서 부분 접촉과 동시에 신속하게 평행을 맞춰 완전 접촉 상태를 구현할 수 있고, 완전 접촉 상태에서 균일한 압력이 전달되도록 함에 따라, 임프린트 공정의 수율을 크게 향상시킬 수 있다.
또한 임프린트 장치는 병진 운동을 구현하는 탄성링크부를 통하여, 패시브 메커니즘의 간소화가 가능하고, 강성을 발생시키는 탄성부재에 집중되는 응력을 분산하여 패시브 메커니즘의 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 웨이퍼(W) 및 스탬프(S) 중 어느 하나가 선택적으로 레벨링 유닛에 의해 자세제어가 가능한 이동 플레이트 상에 위치할 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼의 상부에서 스탬프의 자세가 제어되며 임프린트 공정이 수행되거나, 스탬프의 하부에서 웨이퍼의 자세가 제어되며 임프린트 공정이 수행될 수 있어, 공정 특성을 고려한 다양한 임프린트 장치의 설계가 가능하고, 이에 따른 공정효율 향상 및 설계 다변화가 가능하게 된다.
이에 따라 본 발명에 따른 임프린트 장치는 1000N 이상의 고하중이 인가되는 서멀 임프린트 공정에서 그 작동 효과가 더욱 기대되는 것이다.
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.

Claims (14)

  1. 베이스플레이트;
    상기 베이스플레이트로부터 이격되게 배치되며, 상기 베이스플레이트의 반대방향을 향하는 기준평면을 구비하는 이동플레이트; 및
    상기 베이스플레이트와 상기 이동플레이트를 연결하며, 상기 기준평면의 중심을 기준으로 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되게 구비되고 상기 기준평면에 가해지는 가압력에 의하여 각각 독립적으로 탄성 변형되면서 상기 이동플레이트의 경사를 조절하는 복수의 링크부들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 레벨링 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 링크부들 각각은,
    상기 베이스플레이트에 결합되며 상기 기준평면에 가해지는 가압력에 의하여 탄성 변형되는 탄성링크부; 및
    상기 탄성링크부와 상기 이동플레이트를 연결하고, 상기 탄성링크부와는 회전조인트 결합되며, 상기 이동플레이트와는 구조인트 결합되는 링크부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 레벨링 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전조인트와 상기 구조인트를 연결하는 상기 링크부재의 연장선은 상기 기준평면의 중심을 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 임프린트용 레벨링 유닛.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 탄성링크부는 상기 원주방향을 따라 이격되게 배치되는 한 쌍의 탄성링크부로 구성되며,
    상기 한 쌍의 탄성링크부는 상기 링크부재에 독립적으로 회전조인트 결합되는 것을 특징으로 하는 임프린트용 레벨링 유닛.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 탄성링크부는,
    상기 베이스플레이트 결합되는 제1 블록;
    상기 제1 블록에 이격되게 배치되며, 상기 링크부재와 회전조인트 결합되는 제2 블록; 및
    상기 제1 블록과 상기 제2 블록을 연결하고, 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록 사이에서 연장 형성되는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트용 레벨링 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 블록 및 상기 제2 블록은 수평 방향으로 서로 이격되며,
    상기 탄성부재는 상기 수평 방향으로 연장되는 탄성힌지인 것을 특징으로 하는 임프린트용 레벨링 유닛.
  7. 제6항에 있어서, 상기 탄성힌지는,
    적어도 2개 이상이 서로 중첩되며 연장되는 것을 특징으로 하는 임프린트용 레벨링 유닛.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 연장방향에 수직인 수직 방향으로 미리 정해진 간격을 가지도록 복수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 임프린트용 레벨링 유닛.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록에 연결되는 단부 측으로 갈수록 두꺼운 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 임프린트용 레벨링 유닛.
  10. 스탬프 또는 웨이퍼가 배치되는 스테이지;
    웨이퍼 또는 스탬프가 배치되는 제1항의 임프린트용 레벨링 유닛; 및
    상기 베이스플레이트를 상기 스테이지 방향으로 가압하는 구동부;를 포함하며,
    상기 웨이퍼와 상기 스탬프가 서로 접촉되는 경우, 상기 웨이퍼와 상기 스탬프가 서로 평행을 유지하며 서로 균일한 압력으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 베이스플레이트와 상기 구동부를 연결하는 구동플랫폼; 및
    상기 구동플랫폼과 상기 베이스플레이트 사이에 배치되며, 상기 구동플랫폼에서 상기 베이스플레이트 측으로 전달되는 압력을 감지하는 하중감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하중감지센서는 상기 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되게 복수개로 구비되되, 상기 링크부들과 중첩되지 않도록 상기 링크부들의 사이 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 이동플레이트에 결합되어 상기 이동플레이트와 연동하며, 상기 스탬프 또는 상기 웨이퍼가 배치되는 이동플랫폼;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스테이지 상에 웨이퍼가 배치되면, 상기 이동플랫폼 상에 스탬프가 배치되고,
    상기 스테이지 상에 스탬프가 배치되면, 상기 이동플랫폼 상에 웨이퍼가 배치되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
PCT/KR2020/009503 2019-07-24 2020-07-20 임프린트용 레벨링 유닛 및 이를 포함하는 임프린트 장치 WO2021015508A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/432,646 US12005724B2 (en) 2019-07-24 2020-07-20 Leveling unit for imprinting and imprint apparatus comprising same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0089737 2019-07-24
KR1020190089737A KR102213854B1 (ko) 2019-07-24 2019-07-24 임프린팅용 헤드 및 이를 포함하는 임프린팅 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021015508A1 true WO2021015508A1 (ko) 2021-01-28

Family

ID=74194015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/009503 WO2021015508A1 (ko) 2019-07-24 2020-07-20 임프린트용 레벨링 유닛 및 이를 포함하는 임프린트 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US12005724B2 (ko)
KR (1) KR102213854B1 (ko)
WO (1) WO2021015508A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102603192B1 (ko) * 2021-06-01 2023-11-17 한국기계연구원 틸트 구조를 갖는 가압 장치 및 이의 제어 방법
CN113447054B (zh) * 2021-07-13 2023-12-19 南方科技大学 调节平台

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004146601A (ja) * 2002-10-24 2004-05-20 National Institute Of Advanced Industrial & Technology アクティブダブルジョイント式加圧機構
KR20080046475A (ko) * 2006-11-22 2008-05-27 주식회사 에이디피엔지니어링 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법
KR100843342B1 (ko) * 2007-02-12 2008-07-03 삼성전자주식회사 Ｕｖ 나노 임프린트 리소그래피 수행 공정 및 장치
JP2009200345A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Canon Inc 加工装置
KR20100133195A (ko) * 2009-06-11 2010-12-21 주식회사 디엠에스 임프린트 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7432634B2 (en) * 2000-10-27 2008-10-07 Board Of Regents, University Of Texas System Remote center compliant flexure device
EP1390975A2 (en) * 2000-08-21 2004-02-25 The Board Of Regents, The University Of Texas System Flexure based translation stage
EP1573395A4 (en) * 2002-08-01 2010-09-29 Molecular Imprints Inc SPREADING MEASUREMENT DEVICE FOR THE PRINTING LITHOGRAPHY
KR101005584B1 (ko) 2009-12-21 2011-01-05 한국기계연구원 임프린트장치
US8956068B2 (en) * 2011-01-05 2015-02-17 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Kinematic platform

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004146601A (ja) * 2002-10-24 2004-05-20 National Institute Of Advanced Industrial & Technology アクティブダブルジョイント式加圧機構
KR20080046475A (ko) * 2006-11-22 2008-05-27 주식회사 에이디피엔지니어링 미세패턴 형성장치 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법
KR100843342B1 (ko) * 2007-02-12 2008-07-03 삼성전자주식회사 Ｕｖ 나노 임프린트 리소그래피 수행 공정 및 장치
JP2009200345A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Canon Inc 加工装置
KR20100133195A (ko) * 2009-06-11 2010-12-21 주식회사 디엠에스 임프린트 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US12005724B2 (en) 2024-06-11
US20220161583A1 (en) 2022-05-26
KR102213854B9 (ko) 2022-04-11
KR20210013415A (ko) 2021-02-04
KR102213854B1 (ko) 2021-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021015508A1 (ko) 임프린트용 레벨링 유닛 및 이를 포함하는 임프린트 장치
WO2019190031A1 (ko) 마이크로 소자 전사장치 및 마이크로 소자 전사방법
WO2017200274A2 (ko) 곡면패널 합착유닛과 이를 포함하는 곡면패널 합착장치
WO2011093553A1 (ko) 평면 3자유도 스테이지
JP2007531985A (ja) 分離可能な独立駆動型モジュールを有するインプリンティング装置
WO2017171303A1 (ko) 수동 강성 그리퍼
WO2019216660A1 (ko) 각도 교정 장치
JPH01193689A (ja) 位置決め装置
WO2017196137A1 (ko) 삼차원 물체 제조용 와이어 공급장치
WO2018135792A1 (en) Transfer module, substrate processing system having transfer chamber, and substrate processing method using substrate transfer system
WO2017217671A1 (ko) 다방향성 구동 모듈
WO2015068964A1 (ko) 원추형 슬라이딩마찰 면진장치
WO2019177337A1 (ko) 발광다이오드 칩을 전사하는 전사 장치 및 방법
WO2017018592A1 (ko) 하이브리드 얼라인먼트
WO2019143116A1 (ko) 렌즈 어셈블리 및 그를 포함하는 카메라 모듈
WO2017150812A1 (ko) 이동형 가공기 이송기구
KR100539405B1 (ko) 노광장치에있어서의마스크지지장치
WO2021201539A1 (ko) 전력기기의 모니터링 시스템
WO2023101215A1 (ko) 마이크로 led 칩 전사 장치
WO2023113447A1 (ko) 롤과 기판 간의 평행도 검출장치 및 검출장치를 이용한 평행도 정렬방법
WO2021210862A1 (ko) 소자 전사용 무강성 패드, 소자 전사용 무강성 패드의 제조방법 및 소자 전사용 무강성 패드를 포함하는 소자 전사용 무강성 패드군
CN114815521B (zh) 一种楔形误差补偿装置及其相应的补偿楔形误差的方法
WO2022145849A1 (ko) 진공척 및 진공척의 구동방법
WO2017126816A1 (ko) 웹가이드 장치
WO2022182110A1 (ko) 판 부재 정렬 장치 및 이를 구비하는 판 부재 적층 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20843698

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20843698

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1