专利名称：压印或辊印平版印刷用模版的制造装置和制造方法
技术领域：
本发明涉及一种压印或辊印平版印刷用模版的制造装置和制造方法，更详细地 说，涉及一种用于制造在利用平版印刷方法形成图案时使用的模版的制造装置和制造方 法，涉及一种通过改善印刷工序中使用的模版的制造方法和制造装置，可制造性能优良的 模版，从而能够在利用印刷工序形成微细图案时形成更优良的微细图案，同时，因简化了工 序，能够降低制造单价并提高生产率的印刷用模版的制造方法和制造装置。
背景技术：
通常，适用于信息存储器、小型传感器、光结晶和光学元件、微细电子机械元件、显 示元件、显示器和半导体的微细图案形成工序利用了用光形成微细图案的照相平版印刷工 序。可是，因LCD基板的大型化、图案尺寸的微细化以及各领域的价格竞争力越加激烈，不 是现有的照相平版印刷工序，而是革新的新概念的平版印刷工序的必要性兴起。即，现有的 照相平版印刷工序因必须有形成图案时的曝光工序、曝光后的烘干工序、显影工序、显影后 的烘干工序、蚀刻工序、清洗工序等，工序时间变长，因必须反复地进行数次照相工序，生产 率降低的问题更加突出。另外，由于推进图案的超微型化，必须替换如曝光装备那样的高 价设备，因此存在着增加投资费用，高分辨率的母掩模的价格也会骤涨，存在效率下降的劣 势，必须使用高价装备的问题成为引起最终成本上升的另一要因。因此，作为可以解决此问题的方法，提出了一种压印(imprint)和辊印 (rollprint)平版印刷方法。首先，压印平版印刷术是一种为了刻印纳米尺寸最初由美国普 林斯顿大学的Stephen chou等发明的方法，在相对强度高的无机物或高分子表面预先制作 必要的形状，并将其压印在其他的物质上以形成微细图案。具体的，压印平版印刷术是使用 预先形成有所希望的微细图案的无机物或高分子模版(stamp)，与涂敷在金属膜或有机膜 上的固化性组合物结合，使它们热固化或光固化，以形成图案的工艺，与现有的照相平版印 刷术相比，具有工序简化和有利于形成微细图案的优点。在此压印平版印刷术中，实现以往 的母掩模作用的是模版。在压印工序中，模版的作用是作为称作压印工序技术的核心的部 分，为了形成所希望形态的图案，制造所希望形态的模版，才可通过执行压印工序形成所致 的图案。另外，辊印是一项对现有印刷技术作进一步改进的技术，作为利用刻印有图案的 辊子的印刷方法，利用刻印有图案的基板在无图案的辊子上形成微细图案的方法。此辊印 方法也使用将各自的材料向下个步骤转印用的模版。辊印方法也像压印工序那样以优良的 模版制造为前提，才可形成性能优良的图案。如此，压印和辊印平版印刷工序提出了一种与照相平版印刷术相比，可以实现工 序简单，没有作为高价工序的曝光工序，因而使得装备简化，工序数减少，带来无尘室空间 的划时代的、革新的减少，与现有的工序相比，用低价的装备就可实现微细图案，因而能够 具有优越的价格竞争力，已被提议作为未来图案形成技术的可供选择方法的重要核心技 术。
此压印和辊印平版印刷方法也可适用于今后的FED(Field EmissionDisplay)、 OLED(ElectroLuminescent)、PDP (Plasma Display Panel)、太阳电池(Solar cell)装置。 由此，预想在各应用领域，制造工序都得以简化，且在以后反复印刷后，也能确保图案的精
也/又。在此，前述压印和辊印平版印刷方法在制作模版后能够通过印刷工序形成微细图 案，以替代现有的照相平版印刷术中形成图案时使用的高分辨率的母掩模。此印刷方法中 使用的模版能够采用各种方法来制造。可是，现有的模版制造方法中，工序复杂，生产率差， 不能顺畅地实现模版的平坦度、总节距(totalpitch)等模版的物理性能，在印刷工序时形 成优良的图案受到许多制约。为此，现实是要切实开发一种可解决此以往技术问题的新形态的压印和辊印用模 版的制造方法和制造装置。
发明内容
为了解决此以往的技术问题，本发明提供了一种用于制造在形成压印和辊印平版 印刷用图案时使用的模版的制造方法和制造装置。本发明的目的是通过利用本发明提供在 半导体、LCD、PDP、0LED、太阳电池产业中的进行印刷平版印刷所致的图案形成工序中使用 的模版，以提高模版性能、改进工序和改善制造单价。另外，通过实施利用本发明的模版的 印刷工序，能够实现更优越的图案形成。为了实现前述目的，本发明提供了一种压印或辊印平版印刷用模版的制造装置， 其特征在于，包含有由与真空发生装置连接且可开闭的空间构成的真空腔、位于所述真空 腔的下部且顶面具有模具图案的母模、可上下移动地位于所述真空腔的上部且可附着和脱 离后面支持体的后面支持体附着用卡盘以及控制部，其中，控制部用于(a)通过所述真空 发生装置在所述真空腔内形成真空，(b)在将后面支持体附着于所述后面支持体附着用卡 盘上的状态下，使所述附着用卡盘向下移动，所述后面支持体附着到所述母模的顶面形成 的模版上，(C)在所述真空状态下或除去所述真空的状态下，在将后面支持体脱离所述后面 支持体附着用卡盘的状态下，使所述附着用卡盘向上移动。另外，本发明提供了一种压印或辊印平版印刷用模版的制造方法，其特征在于，包 含有，a)在位于真空腔的下部且顶面具有模具图案的母模的顶面涂布模版材料，将后面支 持体附着在后面支持体附着用卡盘上的步骤，其中，该后面支持体附着用卡盘位于所述真 空腔上部，用于附着和脱离后面支持体，b)通过真空发生装置在真空腔内形成真空的步骤， c)在后面支持体附着到所述后面支持体附着用卡盘上的状态下，使所述附着用卡盘向下 移动，以将所述后面支持体附着到在所述母模的顶面形成的模版上的步骤，d)在所述真空 状态下或除去所述真空的状态下，后面支持体从所述后面支持体附着用卡盘上脱离的状态 下，使所述附着用卡盘向上移动的步骤。根据本发明的压印或辊印平版印刷用模版的制造装置和制造方法，可提供一种与 现有的印刷用模版相比，能够制造具有平坦度、图案形状优越、总节距等优秀物性的模版。 同时，能够提供一种在印刷工序时，图案不良的发生最少、产率改善、提高工序效率的压印 或辊印模版的制造方法和制造装置，由此，通过相对于各种印刷工序的稳定的模版的供给， 得到能够进行优良的印刷工序的效果。
图1为分别示意地示出本发明的压印或辊印平版印刷用模版的制造装置的实施 例的视图。图2为示意地示出本发明的压印或辊印平版印刷用模版的制造装置的一实施例 的动作例的视图。图3为示意地示出本发明的压印或辊印平版印刷用模版的制造装置的另一实施 例的动作例的视图。图4为示意地示出本发明的压印或辊印平版印刷用模版的制造装置的另一实施 例的动作例的视图。符号说明2真空发生装置4真空腔的上部6真空腔的下部8直线运动导引件10真空腔20 母模30后面支持体附着用卡盘(chuck)40a加热装置(固化装置)40b光照射装置(固化装置)B后面支持体S 模版
具体实施例方式下面，参照附图，详细地说明本发明。本发明涉及一种压印或辊印平版印刷用模版的制造装置，其构成包括由与真空发 生装置2连接而被开闭的空间构成的真空腔10、位于前述真空腔10的下部且顶面具有模具 图案的母模20，可上下移动地位于前述真空腔10的上部且可附着和脱离后面支持体(B)的 后面支持体附着用卡盘30以及控制部，其中，控制部用于(a)通过前述真空发生装置2在 前述真空腔10内形成真空；(b)在将后面支持体(B)附着于前述后面支持体附着用卡盘30 上的状态下，使前述附着用卡盘30向下移动，将前述后面支持体(B)附着到在前述母模20 的顶面形成的模版(S)上；(c)在前述真空状态下或除去前述真空的状态下，在将后面支持 体(B)脱离前述后面支持体附着用卡盘30的状态下，使前述附着用卡盘30向上移动。S卩，与之相关的具体例如图1所示，具有这样一种真空腔，该真空腔与由旋转泵、 扩散泵或它们的组合等构成的通常的真空发生装置相连接、具有如图1(a)的具体例(此时 关闭开启口用的门未示出)所示的可使后面支持体和模版形成用的材料出入的开闭口或 者如图1(b)的具体例所示的使真空腔自身上下分离或结合而开闭的空间、并在前述空间 被封闭时通过前述真空发生装置的运行在密闭空间内形成真空。另外，如图1中的具体例所示的，顶面具有模具图案的母模结合在前述真空腔的
5下部，而且如图1中的具体例所示的，后面支持体附着用卡盘相结合在前述真空腔的上部， 其中，后面支持体附着用卡盘可附着和脱离结合于模版后面的后面支持体。在此，前述后面 支持体附着用卡盘相对于真空腔可上下移动地结合，并且通过后述的控制部的控制而上下 移动。前述母模20可以为顶面具有模具图案的一体型模，也可以如图示，在母掩模夹具 (jig)上形成规定的图案，或者设置有形成所希望形态的形状的母掩模(master)的组合体 形态构成。前述后面支持体附着用卡盘(chuck) 30为与模版结合且将起支持体作用的后面 支持体进行附着和脱离的卡盘，依据附着和脱离方法的各种卡盘都适用，较适用的是利用 静电实现附着和脱离的静电卡盘或者利用真空吸附方式实现附着和脱离的接着卡盘，因它 们相对于后面支持体的附加的应力发生少，更好的是使用相对于后面支持体的附加应力发 生最少的静电卡盘(electrostaticchuck)。此真空腔、母模、附着用卡盘通过控制部实现如下的动作a)通过前述真空发生 装置在前述真空腔中形成真空，b)在将后面支持体附着到前述后面支持体附着用卡盘上的 状态下，将前述附着用卡盘向下移动，将前述后面支持体附着到在前述母模顶面形成的模 版上，c)在前述真空状态下或除去前述真空的状态下，在后面支持体从后面支持体附着用 卡盘上脱离的状态下，将前述附着用卡盘向上移动。与之相关的具体例如图2、图3所示。S卩，在具备真空腔、母模、附着用卡盘的制造装置中，当在母模和附着用卡盘上分 别形成模版和后面支持体并封闭真空腔以形成密闭空间后，开动真空发生装置以在前述真 空腔中形成真空，并在将后面支持体附着到前述后面支持体附着用卡盘上的状态下，使前 述附着用卡盘向下移动，以将前述后面支持体附着到在前述母模顶面形成的模版上。之后， i)在维持前述真空状态的状态下，将后面支持体从前述后面支持体附着用卡盘上脱离，只 有前述附着用卡盘向上移动，或者ii)在除去前述真空使真空腔处于常压状态后，将后面 支持体从前述后面支持体附着用卡盘上脱离，只有前述附着用卡盘向上移动。由此，因为在真空状态下后面支持体与模版能够在施加到后面支持体上的应力最 少的情况下相互结合，所以它们之间的结合均勻并且附加的应力发生少且不会产生残留应 力，能够维持平坦度、图案形状的保存性、总节距等物性的优良。此外，如图2和图3的具体例所示，本发明的模版制造装置进一步包括由加热前述 母模20的加热装置40a或者位于前述母模20的顶面且对前述母模20照射含紫外线的多 种波长光的光照射装置40b构成的固化装置40a或40b (如图示，也可二者都有地构成)，前 述模版和后面支持体附着后，使相互间结合。为此，前述控制部能够进一步包含如下的控制 过程，在前述c)过程后，d)在前述真空状态下或者除去前述真空的状态下，使前述固化装 置40a或40b动作，将模版(S)与后面支持体(B)之间的结合体固化。即，前述固化过程能 够在维持前述真空腔的真空的状态下进行，也能够在解除真空状态后进行。与之相关的具 体例分别如图2和图3所示。另外，如前述，前述真空腔最好可如图1(b)和图3的具体例所示，使真空腔10的 上部4和下部6可分别上下分离而开闭。由此，如图3所示，通过相对于后面支持体的附着 用卡盘的负载、模版的形成、固化过程的光照射侧面，具有能够容易地进行各过程的优点。 另外，正如前述，前述后面支持体附着用卡盘最好是由静电卡盘构成，在附着(chucking)
6和脱离(dechucking)时应力发生最少，因真空腔的驱动与卡盘的驱动之间驱动方式的不 同，能够减少相互间的干涉。另外，在具有如前所述地、将真空腔10上下分别分离成上部4和下部6以开闭的 构造时，能够构成如图4的具体例所示的的形态，即前述真空腔10的上部4或下部6与直 线运动导引件8结合以分离上部4和下部6时，彼此相对地直线移动。由此，具有可构成整 体装置自动化的优点。另外，当然，也能够在此前述真空腔10的上部4和下部6各自均与 直线运动导引件8相结合地使它们移动。此外，本发明提供了一种压印(imprint 特别是后面支持体为玻璃等柔软性差的 物质时)或者辊印(roll-print 特别是后面支持体为树脂薄膜等柔软性高的物质时)平 版印刷用模版的制造方法，其包含有如下步骤，a)在位于真空腔10的下部且顶面具有模具 图案的母模20的顶面上涂布模版材料，将后面支持体(B)附着在用于附着和脱离位于前述 真空腔10上部的后面支持体(B)的后面支持体附着用卡盘30上的步骤，b)通过真空发生 装置20在真空腔10内形成真空的步骤，c)在将后面支持体(B)附着到前述后面支持体附 着用卡盘30上的状态下，使前述附着用卡盘30向下移动，以将前述后面支持体(B)附着到 在前述母模20的顶面形成的模版(S)上的步骤，d)在前述真空状态下或除去前述真空的 状态下，将后面支持体(B)从前述后面支持体附着用卡盘30上脱离的状态下，使前述附着 用卡盘30向上移动的步骤。S卩，本发明的模版的制造方法能够包括如下的步骤，S卩，通过静电卡盘或者接着卡 盘等的附着用卡盘对后面支持体加载，使用夹具将形成所希望形状的母掩模设置于真空腔 中来准备母模，在前述母模的母掩模上涂布模版材料后，在真空腔内实施真空压合工序，在 其上追加实施附加的热固化或光固化或它们的组合所致的固化过程，将前述制造的模版 (被结合了后面支持体的)从由母掩模和夹具构成的母模上分离。最好如前所述地，能够进一步包含有，在前述d)步骤后，e)在前述真空状态下或 除去前述真空的状态下，将附着前述后面支持体的模版结合体固化的步骤，前述固化可以 光固化或热固化或它们的组合的形态进行，前述后面支持体附着用卡盘正如前述能够由静 电卡盘或接着卡盘构成。更详细地说，基于图3所见，首先，使用静电卡盘或接着卡盘30等，将支持模版且 可作为模版功能用的后面支持体(B)形成于上部真空腔4中，同时要防止模版收缩和歪斜， 该模版具有作为压印和辊印平版印刷用模版的功能。此时的静电卡盘、接着卡盘30因支持 后面支持体(B)，能够通过对卡盘103施加静电或真空，实现更好的后面支持体(B)形成工序。之后，在母掩模夹具(jig)上形成规定的图案，或者设置形成所希望形态的形状 的母掩模(master)，准备母模。此时，通过对母掩模夹具施加真空，将母掩模稳定地设置于 母掩模夹具上，稳定设置的母掩模也会影响模版形成和模版物性。然后，将模版材料形成于 母掩模上后，设置于下部真空腔6上。或者，也可将由母掩模夹具和母掩模构成的母模设置 于下部真空腔6上后，形成模版材料。进行上述的工序后，在将上部真空腔4和下部真空腔 6关闭的状态下，使用真空泵施加真空。此时的真空度可在常压下到IX 10_4Torr，更好的是 1 X IOTorr 1 X 10_2Torr。在施加真空的状态下，一旦到达所希望的真空度，就使卡盘30下 降，实施与形成于下部真空腔6上的模版材料(S)的压合工序。实施卡盘30所致的压合工序后，也可在如图3所示的维持真空的状态下，进行卡盘的上升过程，或者，也可取消真空 泵使真空腔内的真空度形成常压状态后，如真空腔内的真空度返回常压状态，就使卡盘30 上升。此时，也可以在完全取消使卡盘30附着到后面支持体(B)上的静电或粘接力等后， 只是必须使卡盘30上升，通过实施空气或氮气吹气，实施更好的分离。最后，除去或移动上部真空腔4后，使用由曝光器和UV灯构成的光照射装置40b、 由加热器构成的加热装置40a等实施固化工序。实施固化工序后，通过实施从由母掩模夹 具和母掩模构成的母模上分离，能够制造压印和辊印平版印刷用模版。实施前述的工序后制造的压印和辊印平版印刷用模版通过模版材料的平坦度、总 节距(total pitch)、优良的图案形状的形成等，执行平版印刷工序时无弯曲地形成图案的 同时，能够减少图案缺陷，因此能够提高印刷工序的执行能力。由本发明制造的模版通过实施由平版印刷工序进行的图案形成，能够实施模版评 价，通过扫描电子显微镜(SEM :Scanning Electron Microscope)、光学显微镜(Optical Microscope)、原子力显微镜(AFM Atomic Force Microscope)等，能够对其确认。
实施例下面，为了本发明的理解，提出了较佳实施例，但下述的实施例不过是例示本发 明，本发明的范围并不受下述实施例的限定。实施例1通过下述的实验过程实施本发明。首先，准备LCD用玻璃(B)。使用静电卡盘30将准备的玻璃加载到上部真空腔 4中。加载后面支持体后，准备刻有5μπι 20μπι的多种图案的母掩模。将准备的母掩 模设置于在下部真空腔6上设置的母掩模夹具上而准备母模20后，准备义々二- 二 社的作为硅弹性聚合体的力‘1办-K 184A(sylgard 184A)和作为固化剂的力^办-K 184B(sylgard 184B)后，以10 :1的比率充分混合后，以50 μ m的厚度在准备的母掩模上实 施涂敷。实施前述的涂敷后，关闭真空腔10，之后，使用真空泵施加真空。真空腔内的真空 度一旦到达1. OTorr,就使静电卡盘30下降，实施压合工序。使用静电卡盘30实施压合后， 停止真空泵，将真空腔内的真空度形成为常压状态。一旦处于常压状态，就取消静电卡盘30 的附着，使静电卡盘30上升，之后，使上部真空腔4上升，真空腔敞开。之后，加热器40a加 热到80°C，实施1小时的热固化。或者，也可在关闭上部真空腔4的状态下，将加热器40a 加热到80°C，实施1小时的热固化。最后，通过将形成的模版从母模20上分离，制造压印用 模版。实施例2除了通过使用光固化型材料作为模版材料且实施UV光固化来制造压印用模版 外，实施与实施例1相同的工序，以制造压印用模版。实施例3除了通过使用PET薄膜作为后面支持体⑶实施工序以制造压印用模版外，实施 与实施例1相同的工序，以制造压印用模版。实施例4除了通过使用PET薄膜作为后面支持体(B)且使用光固化材料作为模版材料以制造辊印用模版外，实施与实施例1相同的工序，制造辊印用模版。如前所述方式制造的模版通过实施图案形成工序，能够实施评价。使用印刷用材 料以实施印刷工序后，通过扫描电子显微镜(SEM Scanning ElectronMicroscope)、光学显 微镜(Optical Microscope)等，确认形成的模版和图案形状等，能够确认为是一种图案形 状和物性比现有优越的模版。上述的本发明并不限定于前述的实施例和附图，而是在不脱离下述的权利要求书 的范围记载的本发明的思想和领域的范围内，本技术领域的普通技术人员所做的各种修正 和变更也包含在本发明的该范围内。
权利要求
一种压印或辊印平版印刷用模版的制造装置，其特征在于，包含有由与真空发生装置连接且开闭的空间构成的真空腔，位于所述真空腔的下部且顶面具有模具图案的母模，可上下移动地位于所述真空腔的上部且可附着和脱离后面支持体的后面支持体附着用卡盘，以及控制部，其中，控制部用于(a)通过所述真空发生装置在所述真空腔内形成真空，(b)在将后面支持体附着于所述后面支持体附着用卡盘上的状态下，使所述附着用卡盘向下移动，将所述后面支持体附着到在所述母模的顶面形成的模版上，(c)在所述真空状态下或除去所述真空的状态下，在将后面支持体脱离所述后面支持体附着用卡盘的状态下，使所述附着用卡盘向上移动。
2.按照权利要求1所述的压印或辊印平版印刷用模版的制造装置，其特征在于，进一 步包含由加热所述母模的加热装置或者位于所述母模上部以对所述母模照射光的光照射 装置构成的固化装置；所述控制部进一步包含有(d)在所述真空状态下或者除去所述真 空的状态下，使所述固化装置动作来固化模版和后面支持体的结合体的控制过程。
3.按照权利要求1或2所述的压印或辊印平版印刷用模版的制造装置，其特征在于，所 述真空腔通过上部和下部彼此上下分离而开闭，所述后面支持体附着用卡盘为静电卡盘或 接着卡盘。
4.按照权利要求3所述的压印或辊印平版印刷用模版的制造装置，其特征在于，所述 真空腔的上部或下部与直线运动导引件结合，在上部和下部分离时，彼此相对直线移动。
5.一种压印或辊印平版印刷用模版的制造方法，其特征在于，包含有a)在位于真空腔的下部且顶面具有模具图案的母模的顶面涂布模版材料，将后面支持 体附着在后面支持体附着用卡盘上的步骤，所述后面支持体附着用卡盘位于所述真空腔上 部，用于附着和脱离后面支持体，b)通过真空发生装置在真空腔内形成真空的步骤，c)在后面支持体附着到所述后面支持体附着用卡盘上的状态下，使所述附着用卡盘向 下移动，以将所述后面支持体附着到在所述母模的顶面形成的模版上的步骤，d)在所述真空状态下或除去所述真空的状态下，将后面支持体从所述后面支持体附着 用卡盘上脱离的状态下，使所述附着用卡盘向上移动的步骤。
6.按照权利要求5所述的压印或辊印平版印刷用模版的制造方法，其特征在于，进一 步包含有e)在所述真空状态下或除去前述真空的状态下，将附着所述后面支持体的模版 结合体固化的步骤。
7.按照权利要求6所述的压印或辊印平版印刷用模版的制造方法，其特征在于，所述 固化为光固化或热固化。
8.按照权利要求7所述的压印或辊印平版印刷用模版的制造方法，其特征在于，所述 后面支持体附着用卡盘为静电卡盘或接着卡盘。
全文摘要
本发明提供压印或辊印平版印刷用模版制造装置和制造方法，由真空腔和后面支持体吸附方式来进行。该装置包含有由与真空发生装置连接且开闭的空间构成的真空腔、位于真空腔的下部且顶面具有模具图案的母模、可上下移动地位于真空腔的上部且可附着和脱离后面支持体的后面支持体附着用卡盘以及控制部。控制部用于(a)在真空腔内形成真空，(b)将后面支持体附着于后面支持体附着用卡盘上，使附着用卡盘向下移动，将后面支持体附着到母模顶面形成的模版上，(c)在真空状态下或除去真空的状态下，在将后面支持体脱离卡盘的状态下，使附着用卡盘向上移动。该制造装置和制造方法，能实现平坦度、总节距、图案形状的正确性和其他物性优良的模版。
文档编号B41N1/24GK101941324SQ20101025678
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月13日 优先权日2009年6月17日
发明者宋晙溶, 李命洙, 申承协, 金柄郁, 金炳厚 申请人:株式会社东进世美肯