KR102548183B1 - Method for plasma etching process using faraday box - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파라데이 상자를 이용하여, 영역 별로 상이한 깊이 구배를 가지는 패턴부를 식각용 기재 상에 형성할 수 있는 플라즈마 식각 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma etching method capable of forming pattern portions having different depth gradients for each region on a substrate for etching using a Faraday box.

Description

파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법{METHOD FOR PLASMA ETCHING PROCESS USING FARADAY BOX}Plasma etching method using a Faraday box {METHOD FOR PLASMA ETCHING PROCESS USING FARADAY BOX}

본 발명은 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma etching method using a Faraday box.

최근 증강현실(AR: Augmented Reality), 혼합현실(MR: Mixed Reality), 또는 가상현실(VR: Virtual Reality)을 구현하는 디스플레이 유닛에 관심이 커지면서, 이를 구현하는 디스플레이 유닛에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있는 추세이다. 증강현실, 혼합현실, 또는 가상현실을 구현하는 디스플레이 유닛은 광의 파동적 성질에 기초한 회절 현상을 이용하는 회절 격자 도광판을 포함하고 있다. 회절 격자 도광판은 입사되는 광을 내부 반사 또는 내부 전반사시켜, 회절 격자 도광판에 입사된 광을 일 지점으로 가이드할 수 있는 회절 격자 패턴을 포함하고 있다.Recently, as interest in display units that implement augmented reality (AR), mixed reality (MR), or virtual reality (VR) has increased, research on display units that implement them has been actively conducted. there is a trend A display unit implementing augmented reality, mixed reality, or virtual reality includes a diffraction grating light guide plate using a diffraction phenomenon based on a wave property of light. The diffraction grating light guide plate includes a diffraction grating pattern capable of internally reflecting or total internally reflecting incident light to guide light incident on the diffraction grating light guide plate to a point.

상기와 같은 회절 격자 도광판을 제조하기 위해서 다양한 방법이 이용되고 있으며, 일반적으로 몰드를 이용한 임프린팅 방법을 통해 회절 격자 도광판을 제조하고 있다. 이 때, 식각용 기재 상에 플라즈마 식각을 수행하여 회절 격자 패턴을 형성하여, 회절 격자 도광판용 몰드를 제조할 수 있다. Various methods are used to manufacture the diffraction grating light guide plate as described above, and generally, the diffraction grating light guide plate is manufactured through an imprinting method using a mold. In this case, a diffraction grating pattern may be formed by performing plasma etching on the substrate for etching, thereby manufacturing a mold for a diffraction grating light guide plate.

다만, 종래의 플라즈마 식각을 수행하여 회절 격자 도광판용 몰드를 제조하는 과정에서, 식각용 기재상에 깊이 구배를 가지는 패턴부를 정밀하게 형성하기 어려운 문제가 있었다.However, in the process of manufacturing a mold for a diffraction grating light guide plate by performing conventional plasma etching, it is difficult to precisely form a pattern portion having a depth gradient on an etching substrate.

이에, 플라즈마 식각 공정을 통해 깊이 구배를 가지는 패턴부를 정밀하게 형성할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for a technology capable of precisely forming a pattern portion having a depth gradient through a plasma etching process.

본 발명은 깊이 구배를 가지는 패턴부를 정밀하게 형성할 수 있는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a plasma etching method using a Faraday box capable of precisely forming a pattern portion having a depth gradient.

본 발명의 일 실시상태는, 메쉬부가 상면에 구비된 파라데이 상자 내에, 식각용 기재를 구비하는 단계; 상기 메쉬부의 적어도 일부를 셔터로 차폐한 후, 상기 식각용 기재 상에 플라즈마 식각을 수행하는 단계; 및 상기 파라데이 상자의 중앙부에서 외측부 방향을 따라 상기 셔터를 이동시키며, 플라즈마 식각을 수행하여 상기 식각용 기재 상에 패턴부를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 파라데이 상자의 중앙부에서 외측부 방향을 따라, 상기 셔터가 이동하는 속도가 변화되고, 상기 식각용 기재의 일측에서 타측 방향으로, 상기 패턴부의 깊이는 점진적으로 변화되는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention includes providing a substrate for etching in a Faraday box having a mesh portion on an upper surface thereof; After shielding at least a portion of the mesh portion with a shutter, performing plasma etching on the substrate for etching; and forming a pattern portion on the substrate for etching by moving the shutter from the central portion of the Faraday box along the outer portion and performing plasma etching, wherein the Faraday box includes: , The speed at which the shutter moves is changed, and the depth of the pattern portion is gradually changed from one side of the substrate for etching to the other side, providing a plasma etching method using a Faraday box.

본 발명의 일 실시상태에 따른 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법은, 식각용 기재의 영역 별로 상이한 깊이 구배를 가지는 패턴부를 정밀하게 형성할 수 있다.A plasma etching method using a Faraday box according to an exemplary embodiment of the present invention may precisely form pattern portions having different depth gradients for each region of a substrate for etching.

본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and accompanying drawings.

도 1은 파라데이 상자의 메쉬부로부터 식각용 기재까지 거리에 따른 식각률을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 제1 영역 내지 제3 영역이 구획된 식각용 기재를 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 경사 식각 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1의 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법에서 셔터의 초기 위치를 나타낸 도면이다.
도 6은 비교예 1에서 제조된 패턴부가 구비된 석영 기재의 일측으로부터 거리에 따른 패턴부의 깊이를 나타낸 그래프이다.
도 7a는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 패턴부가 구비된 석영 기재의 단면을 촬영한 SEM 사진이고, 도 7b는 비교예 1에서 제조된 패턴부가 구비된 석영 기재의 단면을 촬영한 SEM 사진이다.
1 shows the result of measuring the etching rate according to the distance from the mesh part of the Faraday box to the substrate for etching.
2 is a diagram schematically illustrating a plasma etching method using a Faraday box according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a method of plasma etching a substrate for etching in which first to third regions are divided according to an exemplary embodiment of the present invention by using a Faraday box.
4 is a diagram schematically illustrating a plasma gradient etching method using a Faraday box according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a view showing the initial position of a shutter in the plasma etching method using a Faraday box according to Example 1 of the present invention.
6 is a graph showing the depth of the pattern part according to the distance from one side of the quartz substrate having the pattern part manufactured in Comparative Example 1.
FIG. 7A is a SEM photograph of a cross section of a quartz substrate having a pattern part prepared in Example 1 of the present invention, and FIG. 7B is a SEM photograph of a cross section of a quartz substrate provided with a pattern part manufactured in Comparative Example 1. .

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Throughout the present specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the present specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only a case where a member is in contact with another member, but also a case where another member exists between the two members.

본원 명세서 전체에서, 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.Throughout this specification, the terms "step of (doing)" or "step of" as used do not mean "step for".

본 발명에서의 파라데이 상자는 도체로 이루어진 밀폐공간을 의미하며, 플라즈마 내에 파라데이 상자를 설치하면 상자의 겉표면에 쉬스(sheath)가 형성되어 내부는 전기장이 일정한 상태로 유지된다. 이 때, 파라데이 상자의 윗면을 메쉬부로 형성하면 쉬스가 메쉬부의 표면을 따라서 형성된다. 그러므로, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각을 수행하는 경우, 메쉬부 표면에 수평으로 형성된 쉬스와 수직한 방향으로 가속된 이온은 파라데이 상자의 내부로 입사한 후, 입사할 때의 방향성을 유지하며 기재까지 도달하게 되어 기재를 식각하게 된다. 나아가, 본 발명에서의 파라데이 상자 내부의 몰드용 기재 표면은 메쉬면에 대하여 수평 또는 경사진 상태로 고정될 수 있고, 이온은 메쉬면에 수직한 방향으로 입사하므로 몰드용 기재 표면에 대하여 수직 또는 경사진 방향으로의 식각이 가능하다. 파라데이 상자는 상면이 전도성을 가지는 메쉬부로 구성된 전도체 상자일 수 있다. 상기 플라즈마 식각의 식각 방향은 상기 파라데이 상자의 메쉬부 표면에 수직한 방향일 수 있다.In the present invention, the Faraday box means an enclosed space made of conductors, and when the Faraday box is installed in the plasma, a sheath is formed on the outer surface of the box to maintain a constant electric field inside. At this time, if the upper surface of the Faraday box is formed as a mesh portion, a sheath is formed along the surface of the mesh portion. Therefore, when plasma etching is performed using a Faraday box, ions accelerated in a direction perpendicular to the sheath formed horizontally on the surface of the mesh part are incident to the inside of the Faraday box, and then maintain the orientation at the time of incident and It reaches up to and etch the substrate. Furthermore, the surface of the substrate for mold inside the Faraday box in the present invention may be fixed in a horizontal or inclined state with respect to the mesh surface, and since ions are incident in a direction perpendicular to the mesh surface, Etching in an inclined direction is possible. The Faraday box may be a conductor box having a top surface of a conductive mesh part. An etching direction of the plasma etching may be a direction perpendicular to a surface of the mesh portion of the Faraday box.

파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각의 경우, 메쉬부를 통과한 이온은 기재를 향하여 이동하는 동안 파라데이 상자의 내부에 존재하는 중성 입자들과 충돌하여 운동 에너지를 상실하게 되며, 이에 따라 이온의 밀도는 메쉬부의 거리에 반비례하는 경향을 가지게 된다. 즉, 이온이 입사되는 메쉬부에 가까울수록 높은 식각 속도를 나타내고, 메쉬부와 멀어질수록 낮은 식각 속도를 나타낸다.In the case of plasma etching using a Faraday box, ions passing through the mesh collide with neutral particles present inside the Faraday box while moving toward the substrate and lose kinetic energy. It tends to be inversely proportional to the negative distance. That is, the closer the ion is to the mesh portion, the higher the etching rate is, and the farther the mesh portion is, the lower the etching rate is.

본 발명자들은 전술한 특성을 가지는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 연구하였고, 깊이 구배를 가지는 패턴부를 정밀하게 형성할 수 있는 방법을 구체적으로 연구하여, 하기와 같은 발명을 개발하게 되었다.The present inventors studied a plasma etching method using a Faraday box having the above-described characteristics, and specifically studied a method for precisely forming a pattern portion having a depth gradient, and developed the following invention.

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, this specification will be described in more detail.

본 발명의 일 실시상태는, 메쉬부가 상면에 구비된 파라데이 상자 내에, 식각용 기재를 구비하는 단계; 상기 메쉬부의 적어도 일부를 셔터로 차폐한 후, 상기 식각용 기재 상에 플라즈마 식각을 수행하는 단계; 및 상기 파라데이 상자의 중앙부에서 외측부 방향을 따라 상기 셔터를 이동시키며, 플라즈마 식각을 수행하여 상기 식각용 기재 상에 패턴부를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 파라데이 상자의 중앙부에서 외측부 방향을 따라, 상기 셔터가 이동하는 속도가 변화되고, 상기 식각용 기재의 일측에서 타측 방향으로, 상기 패턴부의 깊이는 점진적으로 변화되는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention includes providing a substrate for etching in a Faraday box having a mesh portion on an upper surface thereof; After shielding at least a portion of the mesh portion with a shutter, performing plasma etching on the substrate for etching; and forming a pattern portion on the substrate for etching by moving the shutter from the central portion of the Faraday box along the outer portion and performing plasma etching, wherein the Faraday box includes: , The speed at which the shutter moves is changed, and the depth of the pattern portion is gradually changed from one side of the substrate for etching to the other side, providing a plasma etching method using a Faraday box.

본 발명의 일 실시상태에 따른 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법은, 식각용 기재의 영역 별로 상이한 깊이 구배를 가지는 패턴부를 정밀하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법은 패턴부 형성 과정에서 침상 구조물이 형성되는 것을 억제할 수 있다.A plasma etching method using a Faraday box according to an exemplary embodiment of the present invention may precisely form pattern portions having different depth gradients for each region of a substrate for etching. In addition, the plasma etching method using the Faraday box can suppress formation of acicular structures in the process of forming the pattern portion.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 식각용 기재는 석영 기판 또는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 플라즈마 식각, 구체적으로 유도결합 플라즈마 반응성 이온 식각 장비(ICP-RIE)를 이용한 식각 공정시, 자가 마스킹 현상(self-masking mechanism)에 의하여 식각 영역 내에 낮은 반사율을 가지는 침상 구조물(Grass)이 형성되는 문제가 발생될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 식각용 기재로 석영 기판 또는 실리콘 웨이퍼를 사용함으로써, 식각용 기재의 일면 상에 패턴부를 식각하는 공정 시에 침상 구조물이 발생되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the substrate for etching may be a quartz substrate or a silicon wafer. Plasma etching, specifically, in the etching process using inductively coupled plasma reactive ion etching equipment (ICP-RIE), the self-masking mechanism causes the formation of needle-like structures (grass) with low reflectivity in the etching area. may occur. However, according to one embodiment of the present invention, by using a quartz substrate or a silicon wafer as the substrate for etching, it is possible to effectively suppress the formation of needle-like structures during the process of etching the pattern portion on one surface of the substrate for etching. .

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 식각용 기재의 일면 상에, 알루미늄 및 크롬 중 적어도 하나를 포함하고, 개구를 가지는 금속 마스크가 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 금속 마스크는 알루미늄으로 이루어진 것일 수 있다. 금속 마스크가 일면 상에 구비된 식각용 기재를 상기 파라데이 상자 내에 위치시킬 수 있다. 상기 금속 마스크의 개구에 의하여 노출된 상기 식각용 기재의 영역 상에 플라즈마 식각을 수행하여, 상기 식각용 기재 상에 패턴부를 형성할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a metal mask including at least one of aluminum and chromium and having an opening may be provided on one surface of the substrate for etching. Specifically, the metal mask may be made of aluminum. A substrate for etching having a metal mask on one surface may be placed in the Faraday box. Plasma etching may be performed on a region of the substrate for etching exposed by the opening of the metal mask to form a pattern portion on the substrate for etching.

또한, 상기 금속 마스크에 구비된 개구는 2 이상일 수 있다. 즉, 2 이상의 개구가 형성된 금속 마스크를 이용하여, 상기 식각용 기재 상에 2 종류의 패턴부를 형성할 수 있다.Also, the number of openings provided in the metal mask may be two or more. That is, two types of pattern parts may be formed on the substrate for etching using a metal mask having two or more openings.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 메쉬부가 상면에 구비된 파라데이 상자를 이용하여, 상기 식각용 기재의 일면을 플라즈마 식각함으로써, 식각용 기재의 일면 상에 패턴부를 형성할 수 있다. 상기 메쉬부는 플라즈마 식각시, 플라즈마와의 접촉면에서 자유전자를 끌어당겨 쉬스를 형성하게할 수 있다. 또한, 상기 메쉬부는 전도성을 가질 수 있으며, 이를 통해 양전하를 가지는 이온을 끌어당겨 가속시킬 수 있다. 나아가, 상기 메쉬부는 상기 파라데이 상자의 일 면에 평탄하게 구비될 수 있으며, 굴곡부가 있는 경우 굴곡부에서의 식각속도가 국부적으로 달라질 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a pattern portion may be formed on one surface of the substrate for etching by plasma-etching one surface of the substrate for etching using a Faraday box having a mesh portion on an upper surface thereof. When the mesh part is plasma etched, a sheath may be formed by attracting free electrons from a surface in contact with plasma. In addition, the mesh portion may have conductivity, and through this, ions having a positive charge may be attracted and accelerated. Furthermore, the mesh portion may be provided flat on one surface of the Faraday box, and if there is a curved portion, an etching rate at the curved portion may be locally varied.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 메쉬부는 0.5 Ω/□ 이상의 면저항을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 메쉬부의 면저항은 0.5 Ω/□ 이상 100 Ω/□ 이하일 수 있다. 기존의 파라데이 상자를 이용하여 상기 식각용 기재를 플라즈마 식각하는 경우, 파라데이 상자의 위치별로 고식각 영역과 저식각 영역이 불규칙하게 혼재되어, 플라즈마 식각의 정확도가 저하되는 문제가 있었다. 반면, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 메쉬부의 면저항을 전술한 범위로 조절함으로써, 플라즈마 식각시 파라데이 상자 내에 고식각 영역과 저식각 영역을 일정하게 형성할 수 있다. 즉, 상기 식각용 기재 상에 패턴부를 정밀하게 식각할 수 있다. 또한, 상기 메쉬부의 면저항이 전술한 범위 내인 경우, 파라데이 상자의 제작 비용을 절감하면서도, 식각 효율을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the mesh portion may have a sheet resistance of 0.5 Ω/□ or more. Specifically, the sheet resistance of the mesh portion may be 0.5 Ω/□ or more and 100 Ω/□ or less. When the substrate for etching is plasma-etched using a conventional Faraday box, a highly etched region and a low-etched region are irregularly mixed for each position of the Faraday box, resulting in a problem in that the accuracy of plasma etching is lowered. On the other hand, according to an exemplary embodiment of the present invention, by adjusting the sheet resistance of the mesh portion to the above range, it is possible to constantly form a high etch region and a low etch region in the Faraday box during plasma etching. That is, the pattern portion may be precisely etched on the substrate for etching. In addition, when the sheet resistance of the mesh portion is within the above-mentioned range, it is possible to improve the etching efficiency while reducing the manufacturing cost of the Faraday box.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 메쉬부는 금속 메쉬 상에 불화탄소 라디칼이 흡착된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 불화탄소 라디칼은 -CF, -CF2, -CF3 또는 -C2Fx(x는 1 내지 5의 정수)일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 파라데이 상자의 상기 메쉬부는 플라즈마 식각 시, F 라디칼에 의한 식각 및 표면 중합에 의하여 불화탄소 라디칼이 메쉬부에 흡착될 수 있다. 또한, 상기 메쉬부는 금속과 같은 전도성을 가지는 물질 상에 상기 불화탄소 라디칼이 흡착됨에 따라, 상기 메쉬부는 전술한 범위의 면저항을 보유할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the mesh portion may be one in which fluorocarbon radicals are adsorbed on a metal mesh. Specifically, the fluorocarbon radical may be -CF, -CF 2 , -CF 3 or -C 2 F x (x is an integer from 1 to 5). More specifically, during plasma etching of the mesh portion of the Faraday box, fluorocarbon radicals may be adsorbed to the mesh portion by etching and surface polymerization by F radicals. In addition, as the fluorocarbon radicals are adsorbed on a conductive material such as metal, the mesh portion may have a sheet resistance within the aforementioned range.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 메쉬부는 스테인리스 재질의 메쉬를 사용할 수 있다. 구체적으로, SUS304 재질의 #200(피치 125 ㎛, 와이어 직경 50 ㎛, 개구율 36%) 상용 메쉬를 사용할 수 있다. 다만, 메쉬부의 재질을 한정하는 것은 아니며, 상기 메쉬부는 Al, Cu, W, Ni, Fe 및 이들 중 적어도 2종을 포함하는 합금을 재료로 하는 것일 수 있다. 또한, 상기 메쉬의 공극률 및 격자 크기는 식각의 용도에 따라 자유롭게 조절될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the mesh portion may use a mesh of stainless material. Specifically, #200 (pitch 125 μm, wire diameter 50 μm, aperture ratio 36%) made of SUS304 may be used. However, the material of the mesh part is not limited, and the mesh part may be made of Al, Cu, W, Ni, Fe, and an alloy containing at least two of these materials. In addition, the porosity and lattice size of the mesh can be freely adjusted according to the purpose of etching.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 식각용 기재와 상기 메쉬부의 이격거리는 1 mm 이상 35 mm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 식각용 기재와 상기 메쉬부의 이격거리는 3 mm 이상 32 mm 이하, 6 mm 이상 30 mm 이하, 8.5 mm 이상 25 mm 이하, 10 mm 이상 15 mm 이하, 8 mm 이상 12 mm 이하, 또는 12.5 mm 이상 20 mm 이하일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the separation distance between the substrate for etching and the mesh part may be 1 mm or more and 35 mm or less. Specifically, the separation distance between the substrate for etching and the mesh part is 3 mm or more and 32 mm or less, 6 mm or more and 30 mm or less, 8.5 mm or more and 25 mm or less, 10 mm or more and 15 mm or less, 8 mm or more and 12 mm or less, or 12.5 mm or more and 20 mm or less.

본 발명자들은 파라데이 상자 내에 40°의 경사면을 가지는 지지대를 설치하고, 상기 지지대 상에 식각용 기재를 구비한 후, ICP-RIE(Oxford社 plasmaLab system100)을 이용하여 플라즈마 식각을 수행하였다. 이때, 반응성 가스로서, O2 및 C4F8을 2:48의 비율로 혼합하여 50 sccm의 유속으로 공급하였다. 또한, 식각 조건으로서, RF 파워 150 W, ICP 파워 2 kW, 작동 압력 7 내지 10 mTorr로 하여 3분간 식각하였다. 이를 통하여, 파라데이 상자의 메쉬부로부터의 거리에 따른 식각률을 측정하였으며, 이의 결과는 도 1과 같다. The present inventors installed a support having an inclined surface of 40° in a Faraday box, provided a substrate for etching on the support, and then performed plasma etching using ICP-RIE (Oxford PlasmaLab system 100). At this time, as a reactive gas, O 2 and C 4 F 8 were mixed at a ratio of 2:48 and supplied at a flow rate of 50 sccm. Further, as etching conditions, the etching was performed for 3 minutes under RF power of 150 W, ICP power of 2 kW, and operating pressure of 7 to 10 mTorr. Through this, the etching rate according to the distance from the mesh part of the Faraday box was measured, and the result is shown in FIG. 1.

도 1은 파라데이 상자의 메쉬부로부터 식각용 기재까지 거리에 따른 식각률을 측정한 결과를 나타낸 것이다. 도 1의 결과에 따르면, 식각용 기재와 메쉬부가 이격된 거리가 35 mm를 초과하는 경우에는 식각 속도가 현저하게 떨어지는 것을 확인할 수 있으므로, 식각 효율을 고려하여 식각용 기재와 메쉬부가 이격된 거리를 35 mm 이하로 조절할 수 있다. 또한, 메쉬부와 식각용 기재의 거리가 약 1 ㎜ 미만인 경우에는 메쉬부의 메쉬 격자 무늬가 식각용 마스크와 같은 작용을 하여 식각 영역에 남게 되는 문제가 발생하는 것을 발견하였다. 따라서, 상기 식각용 기재는 상기 메쉬부와 적어도 1 ㎜의 이격거리를 유지하는 것이 필요할 수 있다.1 shows the result of measuring the etching rate according to the distance from the mesh part of the Faraday box to the substrate for etching. According to the results of FIG. 1, when the distance between the substrate for etching and the mesh part exceeds 35 mm, it can be confirmed that the etching rate is significantly reduced. Therefore, considering the etching efficiency, the distance between the substrate for etching and the mesh part It can be adjusted to 35 mm or less. In addition, when the distance between the mesh part and the substrate for etching is less than about 1 mm, it has been found that the mesh lattice pattern of the mesh part acts like an etching mask and remains in the etching area. Accordingly, it may be necessary to maintain a separation distance of at least 1 mm from the mesh portion of the substrate for etching.

도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 2는 상면에 메쉬부(110)가 구비된 파라데이 상자(100) 내에 지지대(300)를 구비하고, 지지대(300) 상에 식각용 기재(200)를 위치시키고, 메쉬부(110)의 적어도 일부를 셔터(120)로 차폐하고, 식각용 기재(200) 상에 플라즈마 식각을 수행하는 것을 나타낸 것이다. 또한, 도 2는 파라데이 상자(100)의 중앙부에서 외측부 방향(점선의 화살표 방향)을 따라 셔터(120)를 이동시키며, 식각용 기재(200) 상에 플라즈마 식각을 수행하여 깊이 구배를 가지는 패턴부를 형성하는 것을 나타낸 것이다.2 is a diagram schematically illustrating a plasma etching method using a Faraday box according to an exemplary embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 2 shows that the support 300 is provided in the Faraday box 100 having the mesh portion 110 on the upper surface, the substrate 200 for etching is positioned on the support 300, and the mesh portion ( 110) is shielded by the shutter 120, and plasma etching is performed on the substrate 200 for etching. In addition, FIG. 2 shows a pattern having a depth gradient by moving the shutter 120 from the center of the Faraday box 100 to the outside (direction of the dotted line arrow) and performing plasma etching on the substrate 200 for etching. It represents the creation of wealth.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 메쉬부의 적어도 일부를 셔터로 차폐한 후, 상기 식각용 기재 상에 플라즈마 식각을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 파라데이 상자의 중앙부 부근의 메쉬부 상에 상기 셔터를 구비할 수 있다. 도 2을 참고하면, 파라데이 상자(100)의 중앙부 부근의 메쉬부(110) 상에 셔터(120)를 구비하여, 메쉬부(110)의 적어도 일부를 차폐하고, 식각용 기재(200) 상에 플라즈마 식각을 수행할 수 있다. 이 때, 파라데이 상자(100)의 외측부에 인접한 식각용 기재(200)의 일측 부분이 차폐되지 않도록, 상기 셔터(120)의 위치를 설정할 수 있다. 또한, 상기 식각용 기재의 일면 전체가 상기 셔텨에 의해 차폐되도록, 상기 셔터의 위치를 설정할 수도 있다.According to one embodiment of the present invention, after shielding at least a portion of the mesh portion with a shutter, plasma etching may be performed on the substrate for etching. At this time, the shutter may be provided on the mesh part near the central part of the Faraday box. Referring to FIG. 2 , a shutter 120 is provided on the mesh portion 110 near the central portion of the Faraday box 100 to shield at least a portion of the mesh portion 110 and cover the substrate 200 for etching. Plasma etching can be performed on At this time, the position of the shutter 120 may be set such that a portion of one side of the etching substrate 200 adjacent to the outer portion of the Faraday box 100 is not shielded. In addition, the position of the shutter may be set so that the entire surface of the substrate for etching is shielded by the shutter.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 파라데이 상자의 매쉬부 일부를 셔터를 이용하여 차폐함으로써, 셔터로 차폐된 영역에 인접한 식각 영역에서, 메쉬부로부터 식각용 기재까지의 거리 증가에 따른 식각률 변화폭을 크게 조절할 수 있다. 즉, 메쉬부의 일부를 셔터로 차폐하여 식각률 변화폭을 크게 조절함으로써, 깊이 구배를 가지는 패턴부를 식각용 기재의 일면 상에 용이하게 형성할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, by shielding a portion of the mesh portion of the Faraday box using a shutter, in an etching area adjacent to the area shielded by the shutter, an etching rate change width according to an increase in the distance from the mesh portion to the substrate for etching. can be greatly adjusted. That is, a pattern portion having a depth gradient may be easily formed on one surface of the substrate for etching by shielding a portion of the mesh portion with a shutter and greatly adjusting the etching rate variation range.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 파라데이 상자의 중앙부에서 외측부 방향을 따라 상기 셔터를 이동시키며, 플라즈마 식각을 수행하여 상기 식각용 기재 상에 패턴부를 형성할 수 있다. 즉, 상기 파라데이 상자의 중앙부 부근에 위치한 셔터를 상기 파라데이 상자의 외측부 부근으로 이동시킬 수 있다. 도 2을 참고하면, 메쉬부(110) 상에 구비된 셔터(120)를 파라데이 상자(100)의 중앙부에서 외측부 방향(점선의 화살표 방향)을 따라 이동시키며, 식각용 기재(200)의 일면을 플라즈마 식각할 수 있다. 이를 통해, 식각용 기재의 일측에서 타측 방향으로, 깊이가 점진적으로 변화되는 패턴부가 구비된 식각용 기재를 용이하게 형성할 수 있다. 구체적으로, 도 2를 참고하면, 식각용 기재(200)의 일측(A)에서 타측(B) 방향을 따라, 식각용 기재(200)에 구비된 패턴부(P)의 깊이는 점진적으로 감소될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the pattern portion may be formed on the substrate for etching by moving the shutter from the central portion to the outer portion of the Faraday box and performing plasma etching. That is, the shutter located near the central portion of the Faraday box may be moved to the vicinity of the outer portion of the Faraday box. Referring to FIG. 2 , the shutter 120 provided on the mesh part 110 is moved from the center of the Faraday box 100 along the outer side (direction of the dotted line arrow), and one side of the etching substrate 200 can be plasma etched. Through this, it is possible to easily form a substrate for etching provided with a pattern portion whose depth is gradually changed from one side of the substrate for etching to the other. Specifically, referring to FIG. 2 , along the direction from one side (A) to the other side (B) of the substrate 200 for etching, the depth of the pattern portion P provided on the substrate 200 for etching is gradually reduced. can

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 패턴부를 형성하는 단계는, 상기 파라데이 상자의 중앙부에서 외측부 방향을 따라 상기 셔터를 이동시켜, 상기 셔터가 상기 식각용 기재의 일측으로부터 타측 방향으로 상기 식각용 기재의 일면을 순차적으로 개방하여, 상기 식각용 기재의 일측으로부터 타측방향으로 깊이가 점진적으로 변화되는 패턴부를 상기 식각용 기재의 일면 상에 형성하는 것을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the forming of the pattern part may include moving the shutter from the center of the Faraday box to the outer side so that the shutter moves from one side of the substrate for etching to the other side of the substrate for etching. The method may include sequentially opening one side of the substrate to form a pattern portion having a gradual change in depth from one side of the substrate to the other side of the substrate for etching on one side of the substrate for etching.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 파라데이 상자의 중앙부에서 외측부 방향을 따라, 상기 셔터가 이동하는 속도가 변화될 수 있다. 구체적으로, 상기 셔터는 상기 파라데이 상자의 중앙부에서 외측부 방향을 따라, 상기 메쉬부 상에서 이동할 수 있으며, 점차 셔터의 이동 속도가 증가될 수 있다. 이를 통해, 상기 식각용 기재의 영역 별로 깊이 구배가 상이한 패턴부를 용이하게 형성할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a moving speed of the shutter may be changed in a direction from the central part to the outer part of the Faraday box. Specifically, the shutter may move on the mesh part along a direction from the central part to the outer part of the Faraday box, and the moving speed of the shutter may gradually increase. Through this, it is possible to easily form a pattern portion having a different depth gradient for each region of the substrate for etching.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 패턴부를 형성하는 단계는, 상기 식각용 기재의 일측에서 타측방향을 따라, 상기 식각용 기재 상에 제1 영역 내지 제3 영역을 구획하고, 상기 식각용 기재의 상기 제1 영역 내지 제3 영역 상에 제1 패턴부 내지 제3 패턴부를 각각 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 식각용 기재의 일측에서 타측까지의 거리를 3 등분하여, 상기 식각용 기재의 일면 상에 가상의 영역인 제1 영역 내지 제3 영역을 구획할 수 있고, 플라즈마 식각 공정을 통해 상기 제1 영역 상에 제1 패턴부를 형성하고, 상기 제2 영역 상에 제2 패턴부를 형성하고, 상기 제3 영역 상에 제3 패턴부를 형성할 수 있다. 또한, 설계에 따라, 상기 제1 영역 내지 제3 영역의 크기는 동일하거나 상이할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the forming of the pattern part may include dividing first to third regions on the substrate for etching along a direction from one side of the substrate for etching to the other side of the substrate for etching, and It may include forming a first pattern part to a third pattern part on the first to third regions of A distance from one side of the substrate for etching to the other side may be divided into three equal parts to divide first to third regions, which are virtual regions, on one surface of the substrate for etching, and the first region through a plasma etching process. A first pattern part may be formed on the surface, a second pattern part may be formed on the second area, and a third pattern part may be formed on the third area. Also, depending on the design, the first to third regions may have the same or different sizes.

도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 제1 영역 내지 제3 영역이 구획된 식각용 기재를 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 3은 식각용 기재(200)의 일측에서 타측 방향을 따라 구획되는 제1 영역(R1), 제2 영역(R2) 및 제3 영역(R3) 상에서 셔터(120)를 이동시켜, 식각용 기재(200)의 상기 제1 영역(R1) 내지 제3 영역(R3) 상에 제1 패턴부 내지 제3 패턴부를 각각 형성하는 것을 개략적으로 나타낸 것이다.FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a method of plasma etching a substrate for etching in which first to third regions are divided according to an exemplary embodiment of the present invention by using a Faraday box. Specifically, FIG. 3 shows the shutter 120 on the first region R 1 , the second region R 2 , and the third region R 3 partitioned along the direction from one side of the substrate 200 for etching to the other side. It schematically shows forming the first pattern part to the third pattern part on the first region (R 1 ) to the third region (R 3 ) of the substrate 200 for etching by moving the substrate 200 for etching.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 식각용 기재의 일면 상에 구획되는 제1 영역 내지 제3 영역 상에서 상기 셔터가 이동하는 속도를 변화시킴으로써, 제1 영역 내지 제3 영역 상에 깊이 구배가 서로 상이한 패터부를 보다 정밀하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 식각용 기재의 일면 상에 구획되는 영역을 제1 영역 내지 제3 영역으로 한정하는 것은 아니고, 예를 들면, 식각용 기재의 일면 상에 제1 영역 내지 제4 영역을 구획하고, 깊이 구배가 상이한 제1 패턴부 내지 제4 패턴부를 각 영역 상에 형성할 수도 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a depth gradient is formed on the first to third regions by changing a moving speed of the shutter on the first to third regions partitioned on one surface of the substrate for etching. Different pattern parts can be formed more precisely. In addition, the area partitioned on one surface of the substrate for etching is not limited to the first to third areas, and for example, the first to fourth areas are partitioned on one surface of the substrate for etching, and the depth The first to fourth pattern portions having different gradients may be formed on each region.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도는 0 mm/min 초과 40 mm/min 이하이고, 상기 제1 패턴부는 250 nm 내지 500 nm의 깊이 구배를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도는 1 mm/min 이상 35 mm/min 이하, 5 mm/min 이상 30 mm/min 이하, 7 mm/min 이상 25 mm/min 이하, 10 mm/min 이상 20 mm/min 이하, 1 mm/min 이상 15 mm/min 이하, 또는 20 mm/min 이상 38 mm/min 이하일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a moving speed of the shutter on the first region is greater than 0 mm/min and less than or equal to 40 mm/min, and the first pattern part may have a depth gradient of 250 nm to 500 nm. . Specifically, the moving speed of the shutter on the first region is 1 mm/min or more and 35 mm/min or less, 5 mm/min or more and 30 mm/min or less, 7 mm/min or more, 25 mm/min or less, and 10 mm /min or more and 20 mm/min or less, 1 mm/min or more and 15 mm/min or less, or 20 mm/min or more and 38 mm/min or less.

도 3을 참고하면, 제1 영역(R1) 상에서의 셔터(120)의 이동 속도는, 셔터(120)의 끝단이 식각용 기재(200)의 제1 영역(R1) 상에 위치하는 경우, 셔터(R1)가 파라데이 상자(100)의 중앙부에서 외측부 방향으로 이동할 때의 속도를 의미할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the moving speed of the shutter 120 on the first region R 1 is when the tip of the shutter 120 is located on the first region R 1 of the substrate 200 for etching. , The speed at which the shutter R 1 moves from the center to the outer side of the Faraday box 100 may mean.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 패턴부는 식각용 기재의 길이 5 mm 당 250 nm 내지 500 nm, 270 nm 내지 480 nm, 300 nm 내지 450 nm, 350 nm 내지 400 nm, 260 nm 내지 320 nm, 340 nm 내지 420 nm, 또는 430 nm 내지 490 nm의 깊이 구배를 가질 수 있다. 상기 제1 패턴부는 복수의 격자 패턴을 포함할 수 있으며, 복수의 격자 패턴 각각의 깊이는 서로 상이할 수 있고, 상기 복수의 격자 패턴 각각의 식각 깊이가 전술한 범위 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 복수의 격자 패턴의 평균 깊이가 전술한 깊이 구배 중 하나일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the first pattern portion 250 nm to 500 nm, 270 nm to 480 nm, 300 nm to 450 nm, 350 nm to 400 nm, 260 nm to 320 nm per 5 mm of length of the substrate for etching nm, 340 nm to 420 nm, or 430 nm to 490 nm. The first pattern unit may include a plurality of grid patterns, the depths of each of the plurality of grid patterns may be different from each other, and the etching depth of each of the plurality of grid patterns may be within any one of the aforementioned ranges. Also, an average depth of the plurality of grating patterns may be one of the aforementioned depth gradients.

상기 제1 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 깊이 구배 범위를 가지는 제1 패턴부를 상기 식각용 기재의 일면 상에 형성할 수 있다. 다만, 상기 제1 패턴부의 깊이 구배는 전술한 범위로 한정되는 것은 아니고, 플라즈마 식각 장치의 ICP 파워, 식각용 기재와 메쉬부의 이격 거리 등을 조절하여, 상기 제1 패터부의 깊이 구배를 제어할 수 있다.By adjusting the movement speed of the shutter in the first region to the above range, the first pattern portion having the depth gradient range may be formed on one surface of the substrate for etching. However, the depth gradient of the first pattern part is not limited to the above range, and the depth gradient of the first pattern part can be controlled by adjusting the ICP power of the plasma etching device, the distance between the etching substrate and the mesh part, and the like. can

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도는 40 mm/min 초과 200 mm/min 이하이고, 상기 제2 패턴부는 100 nm 내지 350 nm의 깊이 구배를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도는 45 mm/min 이상 180 mm/min 이하, 60 mm/min 이상 160 mm/min 이하, 90 mm/min 이상 150 mm/min 이하, 50 mm/min 이상 110 mm/min 이하, 또는 120 mm/min 이상 190 mm/min 이하일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the moving speed of the shutter on the second area is greater than 40 mm/min and less than or equal to 200 mm/min, and the second pattern part may have a depth gradient of 100 nm to 350 nm. . Specifically, the moving speed of the shutter on the second region is 45 mm/min or more and 180 mm/min or less, 60 mm/min or more and 160 mm/min or less, 90 mm/min or more and 150 mm/min or less, 50 mm /min or more and 110 mm/min or less, or 120 mm/min or more and 190 mm/min or less.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 패턴부는 식각용 기재의 길이 5 mm 당 100 nm 내지 350 nm, 120 nm 내지 330 nm, 150 nm 내지 300 nm, 180 nm 내지 250 nm, 110 nm 내지 190 nm, 210 nm 내지 260 nm, 또는 280 nm 내지 340 nm의 깊이 구배를 가질 수 있다. 상기 제2 패턴부는 복수의 격자 패턴을 포함할 수 있으며, 복수의 격자 패턴 각각의 깊이는 서로 상이할 수 있고, 상기 복수의 격자 패턴 각각의 식각 깊이가 전술한 범위 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 복수의 격자 패턴의 평균 깊이가 전술한 깊이 구배 중 하나일 수 있다. 상기 제2 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도를 전술한 범위로 조절함으로써, 전술한 범위의 깊이 구배 가지는 제2 패턴부를 상기 식각용 기재의 일면 상에 형성할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the second pattern portion 100 nm to 350 nm, 120 nm to 330 nm, 150 nm to 300 nm, 180 nm to 250 nm, 110 nm to 190 nm per 5 mm of length of the substrate for etching nm, 210 nm to 260 nm, or 280 nm to 340 nm. The second pattern unit may include a plurality of grid patterns, the depths of each of the plurality of grid patterns may be different from each other, and the etching depth of each of the plurality of grid patterns may be within any one of the aforementioned ranges. Also, an average depth of the plurality of grating patterns may be one of the aforementioned depth gradients. By adjusting the movement speed of the shutter in the second region to the above-described range, a second pattern portion having a depth gradient within the above-described range may be formed on one surface of the substrate for etching.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도는 200 mm/min 초과 400 mm/min 이하이고, 상기 제3 패턴부는 0 nm 내지 200 nm의 깊이 구배를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제3 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도는 210 mm/min 이상 380 mm/min 이하, 230 mm/min 이상 350 mm/min 이하, 260 mm/min 이상 310 mm/min 이하, 220 mm/min 이상 270 mm/min 이하, 또는 300 mm/min 이상 390 mm/min 이하일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a moving speed of the shutter on the third region is greater than 200 mm/min and less than or equal to 400 mm/min, and the third pattern portion may have a depth gradient of 0 nm to 200 nm. . Specifically, the moving speed of the shutter on the third region is 210 mm/min or more and 380 mm/min or less, 230 mm/min or more and 350 mm/min or less, 260 mm/min or more and 310 mm/min or less, 220 mm /min or more and 270 mm/min or less, or 300 mm/min or more and 390 mm/min or less.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 패턴부는 식각용 기재의 길이 5 mm 당 0 nm 내지 200 nm, 5 nm 내지 180 nm, 20 nm 내지 150 nm, 50 nm 내지 100 nm, 1 nm 내지 40 nm, 70 nm 내지 130 nm, 또는 150 nm 내지 190 nm의 깊이 구배를 가질 수 있다. 상기 제3 패턴부는 복수의 격자 패턴을 포함할 수 있으며, 복수의 격자 패턴 각각의 깊이는 서로 상이할 수 있고, 상기 복수의 격자 패턴 각각의 식각 깊이가 전술한 범위 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 복수의 격자 패턴의 평균 깊이가 전술한 깊이 구배 중 하나일 수 있다. 상기 제3 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도를 전술한 범위로 조절함으로써, 전술한 범위의 깊이 구배 가지는 제3 패턴부를 상기 식각용 기재의 일면 상에 형성할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the third pattern portion has a thickness of 0 nm to 200 nm, 5 nm to 180 nm, 20 nm to 150 nm, 50 nm to 100 nm, and 1 nm to 40 nm per 5 mm of the length of the substrate for etching. nm, 70 nm to 130 nm, or 150 nm to 190 nm depth gradient. The third pattern unit may include a plurality of grid patterns, the depths of each of the plurality of grid patterns may be different from each other, and the etching depth of each of the plurality of grid patterns may be within any one of the aforementioned ranges. Also, an average depth of the plurality of grating patterns may be one of the aforementioned depth gradients. By adjusting the moving speed of the shutter in the third region to the above-described range, a third pattern portion having a depth gradient within the above-described range may be formed on one surface of the substrate for etching.

다만, 상기 제2 패턴부 및 제3 패턴부의 깊이 구배는 전술한 범위로 한정되는 것은 아니고, 플라즈마 식각 장치의 ICP 파워, 식각용 기재와 메쉬부의 이격 거리 등을 조절하여, 상기 제2 패터부 및 제3 패턴부의 깊이 구배를 제어할 수 있다. However, the depth gradient of the second pattern part and the third pattern part is not limited to the above range, and the second pattern part and the second pattern part and A depth gradient of the third pattern portion may be controlled.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 영역 내지 제3 영역에서의 상기 셔터의 이동 속도를 전술한 범위로 조절함으로써, 깊이 구배가 상이한 제1 패턴부 내지 제3 패턴부를 각 영역 상에 보다 정밀하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 영역 내지 제3 영역에서의 상기 셔터의 이동 속도를 전술한 범위로 조절함으로써, 플라즈마 식각 과정에서 침상 구조물이 형성되는 것을 보다 억제할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, by adjusting the moving speed of the shutter in the first to third regions within the above-described range, the first to third pattern portions having different depth gradients are more visible on each region. can be precisely formed. In addition, by adjusting the movement speed of the shutter in the first to third regions within the above-described range, the formation of acicular structures in the plasma etching process may be more suppressed.

또한, 상기 제1 영역 내지 제3 영역에서의 상기 셔터의 이동 속도는 플라즈마 식각 장치의 ICP 파워에 따라, 적절히 조절될 수 있다. 즉, 플라즈마 식각 장치의 ICP 파워에 따라, 상기 셔터의 이동 속도를 적절히 조절함으로써, 상기 식각용 기재의 일면 상에 깊이 구배가 상이한 패턴부를 보다 정밀하게 형성할 수 있고, 침상 구조물이 형성되는 것을 억제할 수 있다.In addition, the movement speed of the shutter in the first to third regions may be appropriately adjusted according to the ICP power of the plasma etching apparatus. That is, by appropriately adjusting the moving speed of the shutter according to the ICP power of the plasma etching apparatus, it is possible to more precisely form a pattern portion having a different depth gradient on one surface of the substrate for etching, and suppress the formation of acicular structures. can do.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 식각용 기재는 상기 파라데이 상자의 바닥면에 경사지게 구비될 수 있다. 상기 식각용 기재를 상기 파라데이 상자의 바닥면에 경사지게 구비함으로써, 상기 식각용 기재 상에 깊이 구배를 가지는 경사 패턴부를 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the substrate for etching may be inclined on the bottom surface of the Faraday box. By providing the substrate for etching at an angle to the bottom surface of the Faraday box, an inclined pattern portion having a depth gradient may be formed on the substrate for etching.

도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 경사 식각 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 상면에 메쉬부(110)가 구비된 파라데이 상자(100) 내에 경사면을 가지는 지지대(300)를 구비하고, 지지대(300) 상에 식각용 기재(200)를 위치시키고, 메쉬부(110)의 적어도 일부를 셔터(120)로 차폐하고, 식각용 기재(200) 상에 플라즈마 경사 식각을 수행하는 것을 나타낸 것이다. 또한, 도 4는 파라데이 상자(100)의 중앙부에서 외측부 방향(점선의 화살표 방향)을 따라 셔터(120)를 이동시키며, 식각용 기재(200) 상에 플라즈마 경사 식각을 수행하여 깊이 구배를 가지는 경사 패턴부(P)를 형성하는 것을 나타낸 것이다.4 is a diagram schematically illustrating a plasma gradient etching method using a Faraday box according to an exemplary embodiment of the present invention. 4 is provided with a support 300 having an inclined surface in a Faraday box 100 having a mesh portion 110 on the upper surface, placing a substrate 200 for etching on the support 300, and placing the mesh portion ( 110) is shielded by the shutter 120, and plasma gradient etching is performed on the substrate 200 for etching. 4 shows that the shutter 120 is moved from the center of the Faraday box 100 along the outer side (direction of the dotted line arrow), and plasma gradient etching is performed on the etching substrate 200 to have a depth gradient. It shows that the inclined pattern part P is formed.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 파라데이 상자의 바닥면에 대한 상기 지지대의 경사각은 0 ° 이상 60 ° 이하, 또는 35 ° 이상 45 ° 이하일 수 있다. 상기 지지대의 경사각을 조절함으로써, 상기 패턴부의 경사각을 조절할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, an inclination angle of the support with respect to the bottom surface of the Faraday box may be 0° or more and 60° or less, or 35° or more and 45° or less. An inclination angle of the pattern portion may be adjusted by adjusting an inclination angle of the support.

상기 지지대의 경사각을 전술한 범위로 조절함으로서, 상기 패턴부의 평균 경사각을 0 °내지 55 °, 또는 30 ° 내지 40 °로 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지대의 경사각을 35 °로 조절하는 경우, 상기 패턴부의 최소 경사각은 27 °, 최대 경사각은 36 °, 평균 경사각은 33 °로 조절될 수 있다. 또한, 상기 지지대의 경사각을 40 °로 조절하는 경우, 상기 패턴부의 최소 경사각은 32 °, 최대 경사각은 40 °, 평균 경사각은 36 °로 조절될 수 있다.By adjusting the inclination angle of the support to the above range, the average inclination angle of the pattern portion may be adjusted to 0 ° to 55 ° or 30 ° to 40 °. For example, when the inclination angle of the support is adjusted to 35 °, the minimum inclination angle of the pattern part may be adjusted to 27 °, the maximum inclination angle to 36 °, and the average inclination angle to 33 °. In addition, when the inclination angle of the support is adjusted to 40 °, the minimum inclination angle of the pattern part may be adjusted to 32 °, the maximum inclination angle to 40 °, and the average inclination angle to 36 °.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라즈마 식각은, 플라즈마 식각 장치의 ICP 파워를 0.1 kW 이상 4 kW 이하, RF 파워를 10 W 이상 200 W 이하로 조절하는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 플라즈마 식각 장치의 ICP 파워를 0.2 kW 이상 3.8 kW 이하, 0.5 kW 이상 3.5 kW 이하, 0.75 kW 이상 3.0 kW 이하, 1.0 kW 이상 2.5 kW 이하, 또는 1.5 kW 이상 2.0 kW 이하로 조절할 수 있다. 또한, 플라즈마 식각 장치의 RF 파워를 10 W 이상 200 W 이하, 20 W 이상 180 W 이하, 50 W 이상 150 W 이하, 또는 70 W 이상 120 W 이하로 조절할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the plasma etching may include adjusting the ICP power of the plasma etching apparatus to 0.1 kW or more and 4 kW or less, and the RF power to 10 W or more and 200 W or less. Specifically, the ICP power of the plasma etching device may be adjusted to 0.2 kW to 3.8 kW, 0.5 kW to 3.5 kW, 0.75 kW to 3.0 kW, 1.0 kW to 2.5 kW, or 1.5 kW to 2.0 kW. . In addition, the RF power of the plasma etching device may be adjusted to 10 W to 200 W, 20 W to 180 W, 50 W to 150 W, or 70 W to 120 W.

상기 플라즈마 식각 장치의 ICP 파워 및 RF 파워를 전술한 범위로 조절함으로써, 식각용 기재 상에 깊이 구배를 가지는 패턴부를 정밀하게 형성할 수 있고, 식각용 기재의 플라즈마 식각 과정에서 침상 구조물의 발생을 억제할 수 있다.By adjusting the ICP power and RF power of the plasma etching device to the above ranges, it is possible to precisely form a pattern portion having a depth gradient on the substrate for etching, and to suppress the occurrence of acicular structures during plasma etching of the substrate for etching. can do.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라즈마 식각은, 작동 압력을 1 mtorr 이상 30 mtorr 이하로 조절하는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 작동 압력을 2 mtorr 이상 28 mtorr 이하, 5 mtorr 이상 28 mtorr 이하, 7 mtorr 이상 25 mtorr 이하, 10 mtorr 이상 20 mtorr 이하, 또는 12 mtorr 이상 18 mtorr 이하로 조절할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the plasma etching may include adjusting an operating pressure to 1 mtorr or more and 30 mtorr or less. Specifically, the operating pressure may be adjusted to 2 mtorr or more and 28 mtorr or less, 5 mtorr or more and 28 mtorr or less, 7 mtorr or more and 25 mtorr or less, 10 mtorr or more and 20 mtorr or less, or 12 mtorr or more and 18 mtorr or less.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라즈마 식각은, 반응성 가스 및 산소 가스를 포함하는 혼합 가스를 10 sccm 이상 200 sccm 이하로 플라즈마 식각 장치에 공급하는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 플라즈마 식각 과정에서, 플라즈마 식각 장치에 상기 혼합 가스를 20 sccm 이상 180 sccm 이하, 40 sccm 이상 150 sccm 이하, 60 sccm 이상 130 sccm 이하로 공급할 수 있고, 보다 구체적으로, 15 sccm 이상 75 sccm 이하, 25 sccm 이상 70 sccm 이하, 30 sccm 이상 70 sccm 이하, 40 sccm 이상 60 sccm 이하, 또는 45 sccm 이상 55 sccm 이하로 공급할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the plasma etching may include supplying a mixed gas including a reactive gas and an oxygen gas to a plasma etching apparatus at a concentration of 10 sccm or more and 200 sccm or less. Specifically, in the plasma etching process, the mixed gas may be supplied to the plasma etching apparatus at 20 sccm or more and 180 sccm or less, 40 sccm or more and 150 sccm or less, 60 sccm or more and 130 sccm or less, and more specifically, 15 sccm or more 75 sccm or more. sccm or less, 25 sccm or more and 70 sccm or less, 30 sccm or more and 70 sccm or less, 40 sccm or more and 60 sccm or less, or 45 sccm or more and 55 sccm or less.

상기 반응성 가스 및 산소 가스를 포함하는 혼합 가스의 공급 유량을 전술한 범위로 조절함으로써, 패턴부의 식각 공정의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 식각용 기재를 패터닝하는 과정에서 침상 구조물의 발생을 보다 억제할 수 있다.By adjusting the supply flow rate of the mixed gas containing the reactive gas and the oxygen gas within the above range, the precision of the etching process of the pattern part can be improved, and the occurrence of acicular structures can be more suppressed in the process of patterning the substrate for etching. can

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반응성 가스는 플라즈마 식각시 사용하는 일반적인 반응성 가스를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응성 가스로 SF6, CHF3, C4F8, CF4, 및 Cl2 등의 가스를 이용할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a general reactive gas used in plasma etching may be used as the reactive gas. For example, as the reactive gas, SF 6 , CHF 3 , C 4 F 8 , CF 4 , and Cl 2 Gases such as can be used.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라즈마 식각은, 상기 혼합 가스의 총 유량에 대하여 산소 가스 유량의 함량이 1 % 이상 20 % 이하인 혼합 가스를 플라즈마 식각 장치에 공급할 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합 가스의 총 유량 중 산소 가스 유량의 함량은 1 % 이상 15 % 이하, 1 % 이상 10 % 이하, 또는 1 % 이상 5 % 이하 일 수 있다. 상기 혼합 가스 유량 중의 산소 가스 유량의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 플라즈마 식각 과정에서 상기 식각용 기재 상에 발생되는 침상 구조물의 양을 효과적으로 감소시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, in the plasma etching, a mixed gas having an oxygen gas flow rate content of 1% or more and 20% or less with respect to the total flow rate of the mixed gas may be supplied to the plasma etching device. Specifically, the content of the oxygen gas flow rate in the total flow rate of the mixed gas may be 1% or more and 15% or less, 1% or more and 10% or less, or 1% or more and 5% or less. When the content of the flow rate of the oxygen gas in the flow rate of the mixed gas is within the above range, the amount of acicular structures generated on the substrate for etching during the plasma etching process can be effectively reduced.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 패턴부가 구비된 상기 식각용 기재는 회절 격자 도광판용 몰드 기재일 수 있다. 구체적으로, 상기 식각용 기재 상에 형성된 패턴부는, 회절 격자 도광판용 몰드의 패턴일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the substrate for etching having the pattern portion may be a mold substrate for a diffraction grating light guide plate. Specifically, the pattern portion formed on the substrate for etching may be a pattern of a mold for a diffraction grating light guide plate.

본 발명의 일 실시상태는, 상기 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 이용하여 패턴부가 형성된 회절 격자 도광판용 몰드를 준비하는 단계; 상기 회절 격자 도광판용 몰드의 패턴부가 형성된 일면 상에 수지 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 수지 조성물을 경화시키는 단계;를 포함하는 회절 격자 도광판의 제조방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention includes preparing a mold for a diffraction grating light guide plate in which a pattern portion is formed by using the plasma etching method using the Faraday box; coating a resin composition on one surface of the mold for the diffraction grating light guide plate on which the pattern portion is formed; and curing the resin composition.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 수지 조성물은 당업계에서 일반적으로 사용되는 수지 조성물이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 나아가, 상기 수지 조성물을 도포하는 단계는 스핀 코팅, 딥 코팅, 드롭 캐스팅 등 당업계에서 일반적으로 사용되는 코팅 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 상기 수지 조성물을 경화시키는 방법은 당 업계에서 일반적으로 사용되는 경화 방법을 제한없이 사용할 수 있다. 일 예로, 광경화성 수지 조성물을 사용하는 경우에는 광경화 방법을 이용할 수 있고, 열경화성 수지 조성물을 사용하는 경우에는 열경화 방법을 이용할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the resin composition may be used without limitation as long as it is a resin composition generally used in the art. Furthermore, the step of applying the resin composition may be performed using a coating method commonly used in the art, such as spin coating, dip coating, and drop casting. In addition, as a method of curing the resin composition, a curing method commonly used in the art may be used without limitation. For example, a photocuring method may be used when a photocurable resin composition is used, and a heat curing method may be used when a thermosetting resin composition is used.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 회절 격자 도광판은 직접 회절 격자 도광판으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 회절 격자 도광판을 중간 몰드로 이용하여, 이를 복제하는 방법으로 최종 생산품을 제조할 수도 있다. 구체적으로, 상기 제조된 회절 격자 도광판을 중간 몰드로 하여 다시 회절 격자 도광판을 제조하는 경우, 중간 몰드로 사용된 회절 격자 도광판의 격자 패턴의 기울기가 반전된 것을 얻을 수 있다. 나아가, 격자 패턴의 기울기가 반전된 회절 격자 도광판을 중간 몰드로 이용하여 회절 격자 도광판용 몰드를 제조한 후, 회절 격자 도광판을 제조하는 경우, 최초의 회절 격자 도광판과 동일한 방향의 격자 패턴을 구현할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the diffraction grating light guide plate may be directly used as a diffraction grating light guide plate. In addition, a final product may be manufactured by using the diffraction grating light guide plate as an intermediate mold and replicating it. Specifically, when a diffraction grating light guide plate is manufactured again using the prepared diffraction grating light guide plate as an intermediate mold, a slope of a grating pattern of the diffraction grating light guide plate used as an intermediate mold may be reversed. Furthermore, when the diffraction grating light guide plate is manufactured after manufacturing a mold for the diffraction grating light guide plate by using the diffraction grating light guide plate in which the gradient of the grating pattern is reversed as an intermediate mold, the grating pattern in the same direction as the first diffraction grating light guide plate can be implemented. there is.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to explain the present invention in detail. However, embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments herein are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

실시예Example 1 One

메쉬부의 면저항이 0.5605 Ω/□이고, 바닥면이 스테인리스(SUS304) 플레이트인 파라데이 상자를 준비하였다. 그리고, 유도결합 플라즈마 반응성 이온 식각 장비(ICP-RIE)(Oxford社 plasmaLab system100) 내에 상기 파라데이 상자를 구비하였다.A Faraday box having a sheet resistance of the mesh portion of 0.5605 Ω/□ and a bottom surface of a stainless steel (SUS304) plate was prepared. And, the Faraday box was provided in an inductively coupled plasma reactive ion etching equipment (ICP-RIE) (Oxford PlasmaLab system 100).

두께 2 ㎜의 석영 기재 상에 Al을 증착하여 50 nm 두께의 Al층을 형성하였다. 이후, Al층 상에 포토레지스트를 스핀 코팅한 후, 400 ㎚의 피치를 가지는 포토 마스크를 사용하여 UV경화로 포토레지스트를 현상한 후, Al층을 선택적으로 식각하여, 400 nm의 피치, 200 nm의 폭을 가지는 패턴을 가지는 Al 금속 마스크를 석영 기재 상에 형성하여, 식각용 기재를 준비하였다.Al was deposited on a quartz substrate having a thickness of 2 mm to form an Al layer having a thickness of 50 nm. Then, after spin-coating the photoresist on the Al layer, using a photomask having a pitch of 400 nm to develop the photoresist by UV curing, the Al layer is selectively etched, and a pitch of 400 nm, 200 nm A substrate for etching was prepared by forming an Al metal mask having a pattern having a width of on a quartz substrate.

이후, 높이가 30 mm이고, Al 재질의 지지대를 상기 파라데이 상자에 구비시키고, 지지대 상에 석영 기재를 위치시켰다. 이 때, 석영 기재의 일면과 메쉬부의 최소 이격거리는 약 5 mm이었다.Thereafter, a support stand made of Al material having a height of 30 mm was provided to the Faraday box, and a quartz substrate was placed on the support stand. At this time, the minimum separation distance between one surface of the quartz substrate and the mesh portion was about 5 mm.

도 5는 본 발명의 실시예 1의 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법에서 셔터의 초기 위치를 나타낸 도면이다. 도 5와 같이, 파라데이 상자(100)의 메쉬부(110) 상에 셔터(120)를 구비시키되, 셔터(120)의 끝단과 식각용 기재(200)의 끝단의 거리(d1)가 1 mm가 되도록 설정하였다.5 is a view showing the initial position of a shutter in the plasma etching method using a Faraday box according to Example 1 of the present invention. As shown in FIG. 5, the shutter 120 is provided on the mesh portion 110 of the Faraday box 100, and the distance d1 between the end of the shutter 120 and the end of the substrate 200 for etching is 1 mm. was set to be

그리고, ICP-RIE(Oxford社 plasmaLab system 100)을 이용하여 플라즈마 식각을 수행하였으며, 반응성 가스로서, O2 및 C4F8을 2:48의 비율로 혼합하여 50 sccm의 유속으로 공급하였다. 또한, 식각 조건으로서, RF 파워를 150 W, ICP 파워를 2 kW, 작동 압력을 7 mTorr로 설정하였다.Then, plasma etching was performed using ICP-RIE (Oxford PlasmaLab system 100), and as a reactive gas, O 2 and C 4 F 8 were mixed at a ratio of 2:48 and supplied at a flow rate of 50 sccm. Further, as etching conditions, the RF power was set to 150 W, the ICP power to 2 kW, and the operating pressure to 7 mTorr.

이후, 도 5와 같이 파라데이 상자(100)의 중앙부에서 외측부 방향(도 5의 점선의 화살표 방향)을 따라 셔터(120)를 1.9 mm 간격으로 이동시켰으며, 식각용 기재의 일측(A)에서 타측(B) 방향으로 식각용 기재의 일측(A)으로부터 거리에 따라, 셔터의 이동 속도 및 제조된 식각용 기재의 패턴부의 깊이를 하기 표 1에 나타내었다. Then, as shown in FIG. 5, the shutter 120 was moved at intervals of 1.9 mm from the center of the Faraday box 100 along the outer side (in the direction of the arrow of the dotted line in FIG. 5), and on one side (A) of the substrate for etching. According to the distance from one side (A) of the substrate for etching in the direction of the other side (B), the moving speed of the shutter and the depth of the pattern portion of the prepared substrate for etching are shown in Table 1 below.

Figure 112018064108833-pat00001
Figure 112018064108833-pat00001

상기 표 1을 참고하면, 셔터의 이동속도를 조절함으로써, 깊이 구배가 상이한 패턴부를 식각용 기재 상에 용이하게 형성할 수 있음을 확인하였다.Referring to Table 1, it was confirmed that pattern portions having different depth gradients can be easily formed on the substrate for etching by adjusting the moving speed of the shutter.

비교예comparative example 1 One

상기 실시예 1과 동일한 파라데이 상자 및 식각용 기재를 준비하였고, 셔터를 이용하여 메쉬부를 차폐하지 않은 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 식각용 기재를 식각하였다.The same Faraday box and substrate for etching as in Example 1 were prepared, and the substrate for etching was etched in the same manner as in Example 1, except that the mesh portion was not shielded using a shutter.

도 6은 비교예 1에서 제조된 패턴부가 구비된 석영 기재의 일측으로부터 거리에 따른 패턴부의 깊이를 나타낸 그래프이다. 도 6을 참고하면, 본 발명의 실시예 1과 달리 셔터를 이용하지 않고 플라즈마 식각 공정을 수행한 비교예 1의 경우, 패턴부가 깊이 구배를 가지지 못함을 확인하였다.6 is a graph showing the depth of the pattern part according to the distance from one side of the quartz substrate having the pattern part manufactured in Comparative Example 1. Referring to FIG. 6 , unlike Example 1 of the present invention, in the case of Comparative Example 1 in which a plasma etching process was performed without using a shutter, it was confirmed that the pattern portion did not have a depth gradient.

패턴부pattern part 단면 관측 Section observation

도 7a는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 패턴부가 구비된 석영 기재의 단면을 촬영한 SEM 사진이고, 도 7b는 비교예 1에서 제조된 패턴부가 구비된 석영 기재의 단면을 촬영한 SEM 사진이다.FIG. 7A is a SEM photograph of a cross section of a quartz substrate having a pattern part prepared in Example 1 of the present invention, and FIG. 7B is a SEM photograph of a cross section of a quartz substrate provided with a pattern part manufactured in Comparative Example 1. .

도 7a를 참고하면, 파라데이 상자의 중앙부에서 외측부 방향을 따라 셔터를 이동시키되, 셔터의 이동 속도를 변화시키며 플라즈마 식각을 수행한 실시예 1의 경우, 석영 기재의 일측으로부터의 거리에 따라 패턴부의 깊이가 상이한 것을 확인하였다. 반면, 도 7b를 참고하면, 셔터를 구비시키기 않고 플라즈마 식각을 수행한 비교예 1의 경우, 석영 기재의 일측으로부터의 거리에 따라 패턴부의 깊이 구배를 형성하지 못함을 확인하였다.Referring to FIG. 7A , in the case of Example 1 in which plasma etching is performed while changing the moving speed of the shutter while moving the shutter from the center of the Faraday box to the outer side, the pattern portion is changed according to the distance from one side of the quartz substrate. It was confirmed that the depth was different. On the other hand, referring to FIG. 7B , in Comparative Example 1 in which plasma etching was performed without a shutter, it was confirmed that the depth gradient of the pattern portion was not formed according to the distance from one side of the quartz substrate.

따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법은 식각용 기재 상에 깊이 구배를 가지는 패턴부를 용이하게 형성할 수 있음을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the plasma etching method using a Faraday box according to an exemplary embodiment of the present invention can easily form a pattern portion having a depth gradient on a substrate for etching.

100: 파라데이 상자
110: 메쉬부
120: 셔터
200: 식각용 기재
300: 지지대
100: Faraday box
110: mesh part
120: shutter
200: substrate for etching
300: support

Claims (15)

메쉬부가 상면에 구비된 파라데이 상자 내에, 식각용 기재를 구비하는 단계;
상기 메쉬부의 적어도 일부를 셔터로 차폐한 후, 상기 식각용 기재 상에 플라즈마 식각을 수행하는 단계; 및
상기 파라데이 상자의 중앙부에서 외측부 방향을 따라 상기 셔터를 이동시키며, 플라즈마 식각을 수행하여 상기 식각용 기재 상에 패턴부를 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 파라데이 상자의 중앙부에서 외측부 방향을 따라, 상기 셔터가 이동하는 속도가 변화되고,
상기 식각용 기재의 일측에서 타측 방향으로, 상기 패턴부의 깊이는 점진적으로 변화되는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
providing a substrate for etching in a Faraday box provided on an upper surface of the mesh unit;
After shielding at least a portion of the mesh portion with a shutter, performing plasma etching on the substrate for etching; and
Forming a pattern portion on the substrate for etching by moving the shutter from the center of the Faraday box to the outer portion and performing plasma etching;
The speed at which the shutter moves is changed from the center to the outer portion of the Faraday box,
Plasma etching method using a Faraday box in which the depth of the pattern portion is gradually changed in a direction from one side of the substrate for etching to the other side.
청구항 1에 있어서,
상기 패턴부를 형성하는 단계는,
상기 식각용 기재의 일측에서 타측방향을 따라, 상기 식각용 기재 상에 제1 영역 내지 제3 영역을 구획하고,
상기 식각용 기재의 상기 제1 영역 내지 제3 영역 상에 제1 패턴부 내지 제3 패턴부를 각각 형성하는 것을 포함하는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 1,
Forming the pattern part,
Partitioning first to third regions on the substrate for etching along a direction from one side of the substrate for etching to the other side;
A plasma etching method using a Faraday box comprising forming first pattern parts to third pattern parts on the first to third regions of the substrate for etching, respectively.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도는 0 mm/min 초과 40 mm/min 이하이고,
상기 제1 패턴부를 이루는 패턴의 깊이는 250 nm부터 500 nm까지 점진적으로 변화되는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 2,
The movement speed of the shutter on the first region is greater than 0 mm/min and less than or equal to 40 mm/min,
Plasma etching method using a Faraday box in which the depth of the pattern constituting the first pattern portion is gradually changed from 250 nm to 500 nm.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도는 40 mm/min 초과 200 mm/min 이하이고,
상기 제2 패턴부를 이루는 패턴의 깊이는 100 nm부터 350 nm까지 점진적으로 변화되는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 2,
The movement speed of the shutter on the second area is greater than 40 mm/min and less than or equal to 200 mm/min,
Plasma etching method using a Faraday box in which the depth of the pattern constituting the second pattern portion is gradually changed from 100 nm to 350 nm.
청구항 2에 있어서,
상기 제3 영역 상에서의 상기 셔터의 이동 속도는 200 mm/min 초과 400 mm/min 이하이고,
상기 제3 패턴부를 이루는 패턴의 깊이는 0 nm부터 200 nm까지 점진적으로 변화되는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 2,
The movement speed of the shutter on the third region is greater than 200 mm/min and less than or equal to 400 mm/min,
Plasma etching method using a Faraday box in which the depth of the pattern constituting the third pattern portion is gradually changed from 0 nm to 200 nm.
청구항 1에 있어서,
상기 식각용 기재와 상기 메쉬부의 이격거리는 1 mm 이상 35 mm 이하인 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 1,
Plasma etching method using a Faraday box in which the separation distance between the substrate for etching and the mesh part is 1 mm or more and 35 mm or less.
청구항 1에 있어서,
상기 플라즈마 식각은, 플라즈마 식각 장치의 ICP 파워를 0.1 kW 이상 4 kW 이하, RF 파워를 10 W 이상 200 W 이하로 조절하는 것을 포함하는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 1,
The plasma etching is a plasma etching method using a Faraday box comprising adjusting the ICP power of the plasma etching device to 0.1 kW or more and 4 kW or less, and the RF power to 10 W or more and 200 W or less.
청구항 1에 있어서,
상기 플라즈마 식각은, 작동 압력을 1 mTorr 이상 30 mTorr 이하로 조절하는 것을 포함하는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 1,
The plasma etching is a plasma etching method using a Faraday box comprising adjusting an operating pressure to 1 mTorr or more and 30 mTorr or less.
청구항 1에 있어서,
상기 플라즈마 식각은, 반응성 가스 및 산소 가스를 포함하는 혼합 가스를 10 sccm 이상 200 sccm 이하로 플라즈마 식각 장치에 공급하는 것을 포함하는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 1,
The plasma etching method using a Faraday box comprising supplying a mixed gas containing a reactive gas and an oxygen gas to a plasma etching apparatus at 10 sccm or more and 200 sccm or less.
청구항 9에 있어서,
상기 혼합 가스의 총 유량에 대하여 상기 산소 가스 유량의 함량은 1 % 이상 20 % 이하인 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 9,
Plasma etching method using a Faraday box wherein the content of the oxygen gas flow rate is 1% or more and 20% or less with respect to the total flow rate of the mixed gas.
청구항 1에 있어서,
상기 메쉬부는 0.5 Ω/□ 이상의 면저항을 가지는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 1,
Plasma etching method using a Faraday box in which the mesh portion has a sheet resistance of 0.5 Ω/□ or more.
청구항 1에 있어서,
상기 메쉬부는 금속 메쉬 상에 불화탄소 라디칼이 흡착된 것인 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 1,
The mesh portion is a plasma etching method using a Faraday box in which fluorocarbon radicals are adsorbed on a metal mesh.
청구항 1에 있어서,
상기 식각용 기재의 일면 상에, 알루미늄 및 크롬 중 적어도 하나를 포함하고, 개구를 가지는 금속 마스크가 구비되는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 1,
Plasma etching method using a Faraday box, wherein a metal mask including at least one of aluminum and chromium and having an opening is provided on one surface of the substrate for etching.
청구항 1에 있어서,
상기 식각용 기재는 상기 파라데이 상자의 바닥면에 경사지게 구비되는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 1,
The plasma etching method using a Faraday box in which the substrate for etching is inclined on the bottom surface of the Faraday box.
청구항 1에 있어서,
상기 패턴부가 구비된 상기 식각용 기재는 회절 격자 도광판용 몰드 기재인 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
The method of claim 1,
The plasma etching method of claim 1, wherein the substrate for etching having the pattern portion is a mold substrate for a diffraction grating light guide plate, using a Faraday box.
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