KR100951475B1 - Plasma etching apparatus and plasma etching method thereof - Google Patents
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Abstract
플라즈마 에칭장치 및 이에 적용되는 플라즈마 에칭방법이 개시된다. 본 발명의 플라즈마 에칭방법은, 플라즈마가 생성되는 공간을 제공하는 반응챔버와, 반응챔버의 상부에 마련되어 소스 전력이 인가되는 안테나와, 반응챔버의 내부에 마련되어 바이어스 전력이 인가되는 척을 포함하는 플라즈마 에칭장치를 이용하여 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하는 플라즈마 에칭방법에 있어서, (a) 척에 인가되는 바이어스 전력에 의해 발생하는 DC 바이어스 전압이 제1 설정전압값을 갖게 하는 제1 소스 전력 및 제1 바이어스 전력을 안테나 및 척에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계; (b) DC 바이어스 전압이 제2 설정전압값을 갖게 하는 제2 소스 전력 및 제2 바이어스 전력을 안테나 및 척에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계; 및 (c) DC 바이어스 전압이 제3 설정전압값을 갖게 하는 제3 소스 전력 및 제3 바이어스 전력을 안테나 및 척에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 발광소자 제작 또는 평면디스플레이 제작에 사용되는 기판에 반구 형태에 가까운 렌즈 형상 패턴을 형성하여 발광소자 또는 평면디스플레이의 휘도를 향상시킬 수 있다.A plasma etching apparatus and a plasma etching method applied thereto are disclosed. A plasma etching method of the present invention is a plasma etching method comprising the steps of: providing a reaction chamber for providing a space in which a plasma is generated; an antenna provided at an upper portion of the reaction chamber to apply a source power to the reaction chamber; A plasma etching method for forming a lens-like pattern on a substrate by using an etching apparatus, the plasma etching method comprising the steps of: (a) forming a first source power having a DC bias voltage generated by a bias power applied to a chuck, 1 bias power to the antenna and the chuck to perform a plasma etching process; (b) performing a plasma etching process by applying a second source power and a second bias power to the antenna and the chuck such that the DC bias voltage has a second set voltage value, respectively; And (c) performing a plasma etching process by applying a third source power and a third bias power to the antenna and the chuck such that the DC bias voltage has a third set voltage value, respectively. According to the present invention, it is possible to improve the brightness of a light emitting device or a flat display by forming a lens shape pattern that is close to a hemisphere shape on a substrate used for manufacturing a light emitting element or a flat display.
플라즈마, 에칭, 소스 전력, 바이어스 전력, DC 바이어스 전압 Plasma, Etching, Source Power, Bias Power, DC Bias Voltage
Description
본 발명은, 플라즈마 에칭장치 및 플라즈마 에칭방법에 관한 것으로, 발광소자 제작 또는 평면디스플레이 제작에 사용되는 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하는 플라즈마 에칭장치 및 플라즈마 에칭방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma etching apparatus and a plasma etching method, and more particularly, to a plasma etching apparatus and a plasma etching method for forming a lens pattern on a substrate used for manufacturing a light emitting device or a flat display.
플라즈마 에칭장치는, 반도체 제작 또는 평면디스플레이 제작에 사용되는 기판 등에 미세한 패턴을 형성하기 위해 플라즈마(Plasma)를 생성하여 에칭공정(Etching Process) 공정을 수행하는 장치이다.The plasma etching apparatus is an apparatus for generating a plasma to form a fine pattern on a substrate used for manufacturing a semiconductor or a flat display, and performing an etching process.
이러한 플라즈마 에칭장치는 플라즈마 생성 방식에 따라 축전결합형 플라즈마(CCP, Capacitively Coupled Plasma) 방식과, 유도결합형 플라즈마(ICP, Inductively Coupled Plasma) 방식으로 구분된다.Such a plasma etching apparatus is classified into a capacitively coupled plasma (CCP) method and an inductively coupled plasma (ICP) method according to a plasma generation method.
축전결합형 플라즈마 방식은, 고주파전력(RF전력)을 인가할 수 있도록 설계된 전극이 있는 것이 구조적 특징이며, 그 명칭에서도 알 수 있듯이 전극의 표면에 분포된 전하 때문에 형성된 축전전기장에 의해서 플라즈마가 발생하고 유지된다.In the capacitive coupled plasma system, an electrode designed to be capable of applying high frequency power (RF power) is a structural feature. As the name suggests, plasma is generated by a charge electric field formed due to charge distributed on the surface of the electrode maintain.
유도결합형 플라즈마 방식은, 구조적으로 코일 형태의 안테나를 구비하며, 안테나에 고주파전력을 인가하여 형성된 유도전기장에 의해서 플라즈마가 발생하고 유지된다.The inductively coupled plasma system has a coil-shaped antenna structurally, and plasma is generated and maintained by an induced electric field formed by applying high frequency power to the antenna.
일반적으로 플라즈마 에칭장치는, 플라즈마가 생성되는 공간을 제공하는 반응챔버와, 반응챔버의 내부 아래쪽에 마련되어 기판을 지지하는 척(Chuck)과, 반응챔버의 상부에 마련되어 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 안테나와, 안테나에 소스 전력(Source Power)을 공급하는 소스 전원과, 척에 바이어스 전력(Bias Power)을 공급하는 바이어스 전원을 구비한다. 여기서, 바이어스 전력을 척에 인가하는 것은, 안테나에 소스 전력을 인가하여 반응챔버 내에 생성된 플라즈마를, 기판 쪽으로 끌어당겨 기판의 표면에 충돌할 수 있도록 하기 위함이다.Generally, a plasma etching apparatus includes a reaction chamber for providing a space in which a plasma is generated, a chuck provided inside the reaction chamber and supporting the substrate, and an electric field provided at an upper portion of the reaction chamber to generate a plasma An antenna, a source power supply for supplying a source power to the antenna, and a bias power supply for supplying a bias power to the chuck. Here, the application of the bias power to the chuck is to apply the source power to the antenna so that the plasma generated in the reaction chamber can be pulled toward the substrate to collide with the surface of the substrate.
도 1은 발광소자의 한 종류인 발광다이오드(LED)의 일반적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 발광다이오드는 렌즈 형상 패턴(30a)이 형성된 기판(30)과, 기판(30)상에 적층되는 N형 반도체층(20)과, N형 반도체층(20)상의 일부에 적층되는 P형 반도체층(10) 등으로 구성된다.1 is a schematic view showing a general configuration of a light emitting diode (LED) which is a kind of light emitting device. 1, the light emitting diode includes a
도 1에 도시된 바와 같이, 발광다이오드 제작에 사용되는 기판(30)에 렌즈 형상 패턴(30a)을 형성하는 것은, 발광다이오드의 휘도를 향상시키기 위한 것이다. 이때, 기판(30)에 형성된 렌즈 형상 패턴(30a)은, 그 렌즈 형상이 반구(semi sphere) 형태에 가까울수록 발광다이오드의 휘도가 높아진다.As shown in FIG. 1, the formation of the lens-
이러한 렌즈 형상 패턴(30a)은, 통상적으로 아래와 같은 종래의 플라즈마 에칭방법에 의해 기판(30)에 형성된다.The
도 2는 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하기 위한 종래의 플라즈마 에칭방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 2를 참조하여, 종래의 플라즈마 에칭방법의 일 예를 간단히 설명하면 아래와 같다.2 is a flowchart for explaining an example of a conventional plasma etching method for forming a lens-like pattern on a substrate. Referring to FIG. 2, an example of a conventional plasma etching method will be briefly described below.
먼저, 플라즈마 에칭을 하고자 하는 기판이 반응챔버 내부로 인입되어 척에 올려지면, 반응챔버의 측벽에 형성된 가스공급구를 통해 공정가스를 반응챔버 내부로 주입하는 단계가 수행된다(S10). 이때, 기판은, 에칭하고자 하는 렌즈 형상 패턴에 적합한 소정의 패턴을 갖는 포토 마스크가 도포된 상태로 반응챔버 내부로 인입된다.First, when a substrate to be etched is introduced into the reaction chamber, the process gas is injected into the reaction chamber through a gas supply port formed in the side wall of the reaction chamber (S10). At this time, the substrate is drawn into the reaction chamber in a state in which a photomask having a predetermined pattern suitable for the lens shape pattern to be etched is applied.
다음으로, 단일 크기의 소스 전력 및 바이어스 전력을 안테나 및 척에 각각 인가하여 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하는 단계인 플라즈마 에칭공정이 수행된다(S20).Next, a plasma etching process is performed in which a single-size source power and a bias power are respectively applied to the antenna and the chuck to form a lens-like pattern on the substrate (S20).
다음으로, 전술한 바와 같은 소스 전력 및 바이어스 전력을 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계가 완료되면, 반응챔버 내의 공정가스를 반응챔버에 형성된 가스배출구를 통해 외부로 배출하는 단계가 수행된다(S30).Next, when the step of performing the plasma etching process by applying the source power and the bias power as described above is completed, a step of discharging the process gas in the reaction chamber to the outside through the gas outlet formed in the reaction chamber is performed (S30 ).
이와 같이, 종래의 플라즈마 에칭방법은, 소스 전력 및 바이어스 전력을 인가하여 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하는 단계(S20)에서, 플라즈마 에칭공정의 진행정도와 무관하게 단일 크기의 소스 전력 및 바이어스 전력을 안테나 및 척에 각각 인가한다.As described above, in the conventional plasma etching method, a source power and a bias power are applied to form a lens-like pattern on a substrate (S20), a single-size source power and a bias power Antenna and chuck respectively.
그러나, 전술한 종래의 플라즈마 에칭방법은, 플라즈마 에칭공정의 진행정도와 무관하게 단일 크기의 소스 전력 및 바이어스 전력을 인가하여 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하기 때문에, 반구 형태에 가까운 렌즈 형상 패턴을 형성하기 어렵 다는 문제점이 있다.However, since the conventional plasma etching method described above forms a lens-shaped pattern on a substrate by applying a single-sized source power and a bias power regardless of the progress of the plasma etching process, it forms a lens- There is a problem that it is difficult to do.
도 3은 도 2의 플라즈마 에칭방법에서 1200W의 소스 전력 및 550W의 바이어스 전력을 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하였을 때, 기판에 형성된 렌즈 형상 패턴을 확대 촬영한 도면이다. 도 4는 도 2의 플라즈마 에칭방법에서 1200W의 소스 전력 및 200W의 바이어스 전력을 안테나 및 척에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하였을 때, 기판에 형성된 렌즈 형상 패턴을 확대 촬영한 도면이다.FIG. 3 is a magnified photograph of a lens shape pattern formed on a substrate when a plasma etching process is performed by applying a source power of 1200 W and a bias power of 550 W in the plasma etching method of FIG. FIG. 4 is a magnified photograph of a lens shape pattern formed on a substrate when a plasma etching process is performed by applying a source power of 1200 W and a bias power of 200 W to the antenna and the chuck in the plasma etching method of FIG. 2, respectively.
도 3 및 도 4를 참조하면, 단일 크기의 소스 전력 및 바이어스 전력을 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 경우에, 바이어스 전력의 크기를 늘리든 줄이든 반구 형태에 가까운 렌즈 형상 패턴이 형성되지 않고 몽골 텐트 형태의 렌즈 형상 패턴이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 몽골 텐트 형태의 렌즈 형상 패턴이 형성된 기판은, 발광다이오드 또는 평면디스플레이 제작 시, 반구 형태의 렌즈 형상 패턴이 형성된 기판에 비해 상대적으로 휘도가 떨어지는 문제점이 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, when a single-size source power and a bias power are applied to perform a plasma etching process, a lens shape pattern close to a hemispherical shape is not formed, regardless of whether the bias power is increased or not. It can be confirmed that a lens-like pattern in the form of a tent is formed. The substrate on which the lens shape pattern of the Mongolian tent shape is formed has a problem in that the luminance is lower than that of the substrate on which the lens shape pattern of the hemispherical shape is formed when the light emitting diode or the flat display is manufactured.
본 발명의 목적은, 발광소자 제작 또는 평면디스플레이 제작에 사용되는 기판에 반구 형태에 가까운 렌즈 형상 패턴을 형성하여 발광소자 또는 평면디스플레이의 휘도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 에칭장치 및 이에 적용되는 플라즈마 에칭방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a plasma etching apparatus capable of improving the luminance of a light emitting device or a flat display by forming a lens shape pattern close to a hemisphere shape on a substrate used for manufacturing a light emitting device or a flat display, .
상기 목적은, 본 발명에 따라, 플라즈마가 생성되는 공간을 제공하는 반응챔 버와, 상기 반응챔버의 상부에 마련되어 소스 전력이 인가되는 안테나와, 상기 반응챔버의 내부에 마련되어 바이어스 전력이 인가되는 척을 포함하는 플라즈마 에칭장치를 이용하여 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하는 플라즈마 에칭방법에 있어서, (a) 상기 척에 인가되는 바이어스 전력에 의해 발생하는 DC 바이어스 전압이 제1 설정전압값을 갖게 하는 제1 소스 전력 및 제1 바이어스 전력을 상기 안테나 및 상기 척에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계; (b) 상기 DC 바이어스 전압이 제2 설정전압값을 갖게 하는 제2 소스 전력 및 제2 바이어스 전력을 상기 안테나 및 상기 척에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계; 및 (c) 상기 DC 바이어스 전압이 제3 설정전압값을 갖게 하는 제3 소스 전력 및 제3 바이어스 전력을 상기 안테나 및 상기 척에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭방법에 의해 달성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a reaction chamber for providing a space in which a plasma is generated; an antenna provided at an upper portion of the reaction chamber to receive a source power; (A) a DC bias voltage generated by a bias power applied to the chuck has a first set voltage value, and a second set voltage value generated by a bias voltage applied to the chuck, 1 source power and a first bias power to the antenna and the chuck to perform a plasma etching process; (b) applying a second source power and a second bias power to cause the DC bias voltage to have a second set voltage value to the antenna and the chuck, respectively, to perform a plasma etching process; And (c) performing a plasma etching process by applying a third source power and a third bias power to cause the DC bias voltage to have a third set voltage value to the antenna and the chuck, respectively Is achieved by a plasma etching method.
여기서, 상기 제1 내지 제3 소스 전력 및 상기 제1 내지 제3 바이어스 전력은, 플라즈마 에칭공정을 수행하기 전에, 상기 DC 바이어스 전압을 측정하면서 소스 전력 및 바이어스 전력을 변경하는 과정을 통해 미리 설정될 수 있다.Here, the first to third source powers and the first to third bias powers may be preset through a process of changing the source power and the bias power while measuring the DC bias voltage before performing the plasma etching process .
상기 제2 설정전압값은, 상기 제1 설정전압값과 상기 제3 설정전압값 보다 낮게 설정될 수 있다.The second set voltage value may be set to be lower than the first set voltage value and the third set voltage value.
상기 제1 설정전압값은 550V 내지 600V 범위에서 선택된 값이고, 상기 제2 설정전압값은 350V 내지 380V 범위에서 선택된 값이며, 상기 제3 설정전압값은 550V 내지 600V 범위에서 선택된 값일 수 있다.The first set voltage value is selected from the range of 550V to 600V, the second set voltage value is selected from the range of 350V to 380V, and the third set voltage value may be selected from the range of 550V to 600V.
상기 (b) 단계는, 상기 (a) 단계와 상기 (c) 단계에 비해 상대적으로 긴 시 간 동안 수행될 수 있다.The step (b) may be performed for a relatively long time compared to the steps (a) and (c).
상기 기판은 발광다이오드(LED) 제작에 사용되는 사파이어 기판이며, 상기 렌즈 형상 패턴은, 상기 발광다이오드의 휘도를 향상시키기 위해 상기 사파이어 기판에 형성될 수 있다.The substrate may be a sapphire substrate used for fabricating a light emitting diode (LED), and the lens shape pattern may be formed on the sapphire substrate to improve the brightness of the light emitting diode.
상기 (a) 단계는 상기 렌즈 형상의 하부 폭을 결정하기 위한 단계이고, 상기 (b) 단계는 상기 렌즈 형상의 높이를 결정하기 위한 단계이며, 상기 (c) 단계는 상기 렌즈 형상의 경사면 기울기를 결정하기 위한 단계일 수 있다.Wherein the step of (a) is a step of determining a width of a bottom of the lens shape, (b) is a step of determining a height of the lens shape, and the step (c) May be determined.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하는 플라즈마 에칭장치에 있어서, 플라즈마가 생성되는 공간을 제공하는 반응챔버; 상기 반응챔버의 상부에 마련되는 안테나; 상기 안테나에 소스 전력을 공급하는 소스 전원;According to the present invention, there is provided a plasma etching apparatus for forming a lens-like pattern on a substrate, comprising: a reaction chamber for providing a space in which a plasma is generated; An antenna provided at an upper portion of the reaction chamber; A source power supply for supplying a source power to the antenna;
상기 반응챔버의 내부에 마련되는 척; 상기 척에 바이어스 전력을 공급하는 바이어스 전원; 상기 척에 인가되는 바이어스 전력에 의해 발생하는 DC 바이어스 전압을 측정하는 전압측정모듈; 및 상기 전압측정모듈에 의해 측정되는 DC 바이어스 전압이 미리 설정된 값들을 갖게 하는 소스 전력 및 바이어스 전력을 상기 안테나 및 상기 척에 각각 인가하도록 상기 소스 전원 및 상기 바이어스 전원을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭장치에 의해 달성된다.A chuck provided inside the reaction chamber; A bias power supply for supplying a bias power to the chuck; A voltage measuring module for measuring a DC bias voltage generated by a bias power applied to the chuck; And a controller for controlling the source power source and the bias power source to apply a source power and a bias power to the antenna and the chuck such that a DC bias voltage measured by the voltage measuring module has predetermined values, respectively In the plasma etching apparatus.
여기서, 상기 컨트롤러는, 상기 전압측정기에 의해 측정되는 DC 바이어스 전압이 제1 설정전압값을 갖게 하는 제1 소스 전력 및 제1 바이어스 전력을 상기 안테나 및 상기 척에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하고, 그 다음 상기 DC 바이어스 전압이 제2 설정전압값을 갖게 하는 제2 소스 전력 및 제2 바이어스 전력 을 상기 안테나 및 상기 척에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하고, 그 다음 상기 DC 바이어스 전압이 제3 설정전압값을 갖게 하는 제3 소스 전력 및 제3 바이어스 전력을 상기 안테나 및 상기 척에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하도록, 상기 소스 전원 및 상기 바이어스 전원을 제어할 수 있다.Here, the controller may perform a plasma etching process by applying a first source power and a first bias power to the antenna and the chuck such that a DC bias voltage measured by the voltage meter has a first set voltage value And then applying a second source power and a second bias power to cause the DC bias voltage to have a second set voltage value respectively to the antenna and the chuck to perform a plasma etching process, The source power and the bias power may be controlled so as to apply a third source power and a third bias power to the antenna and the chuck, respectively, so as to perform a plasma etching process.
상기 제1 내지 제3 소스 전력 및 상기 제1 내지 제3 바이어스 전력은, 플라즈마 에칭공정을 수행하기 전에, 상기 DC 바이어스 전압을 측정하면서 소스 전력 및 바이어스 전력을 변경하는 과정을 통해 미리 설정될 수 있다.The first to third source powers and the first to third bias powers may be preset through a process of changing a source power and a bias power while measuring the DC bias voltage before performing a plasma etching process .
상기 제1 설정전압값은 550V 내지 600V 범위에서 선택된 값이고, 상기 제2 설정전압값은 350V 내지 380V 범위에서 선택된 값이며, 상기 제3 설정전압값은 550V 내지 600V 범위에서 선택된 값일 수 있다.The first set voltage value is selected from the range of 550V to 600V, the second set voltage value is selected from the range of 350V to 380V, and the third set voltage value may be selected from the range of 550V to 600V.
상기 기판은 발광다이오드(LED) 제작에 사용되는 사파이어 기판이며, 상기 렌즈 형상 패턴은, 상기 발광다이오드의 휘도를 향상시키기 위해 상기 사파이어 기판에 형성될 수 있다.The substrate may be a sapphire substrate used for fabricating a light emitting diode (LED), and the lens shape pattern may be formed on the sapphire substrate to improve the brightness of the light emitting diode.
본 발명은, 소스 전력 및 바이어스 전력을 인가하여 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하는 플라즈마 에칭공정을, 소스 전력의 크기 및 바이어스 전력의 크기를 달리하는 복수 개의 단계로 구분하여 수행함으로써, 발광소자 제작 또는 평면디스플레이 제작에 사용되는 기판에 반구 형태에 가까운 렌즈 형상 패턴을 형성하여 발광소자 또는 평면디스플레이의 휘도를 향상시킬 수 있다.A plasma etching process for forming a lens-like pattern on a substrate by applying a source power and a bias power is performed by dividing the plasma etching process into a plurality of steps of different sizes of a source power and a bias power, It is possible to improve the luminance of the light emitting device or the flat display by forming a lens shape pattern that is close to the hemisphere shape on the substrate used for manufacturing the flat display.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in order to avoid unnecessary obscuration of the present invention.
먼저, 이하에서 설명할 「기판」이란, 반도체 제작에 사용되는 기판인 웨이퍼와, 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD) 제작에 사용되는 기판인 유리기판 등을 가리키나, 설명의 편의를 위해 이들을 구분하지 않고 기판이라 하기로 한다. 참고로, 반도체 제작에 사용되는 기판에는 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode) 등의 발광소자용 기판, 메모리반도체용 기판 등 있으며, 평면디스플레이 제작에 사용되는 유리기판에는 LCD(Liquid Crystal Display)용 기판, PDP(Plasma Display Panel)용 기판 등이 있다.First, the "substrate" to be described below refers to a wafer which is a substrate used for semiconductor fabrication and a glass substrate which is a substrate used for manufacturing a flat panel display (FPD). However, for convenience of description, The substrate is referred to as a substrate. For reference, a substrate used for semiconductor fabrication includes a substrate for a light emitting device such as a light emitting diode (LED), a substrate for a memory semiconductor, etc. A glass substrate used for manufacturing a flat display includes a substrate for an LCD (Liquid Crystal Display) , A substrate for a plasma display panel (PDP), and the like.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭장치의 개략적인 구성도이며, 도 6은 도 5의 플라즈마 에칭장치의 제어를 설명하기 위한 블럭도이다.FIG. 5 is a schematic configuration view of a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a block diagram illustrating control of the plasma etching apparatus of FIG.
본 실시예에 따른 플라즈마 에칭장치(100)는, 발광다이오드(LED) 제작에 사용되는 사파이어 기판에 에칭공정을 수행하는 장치로서, 발광다이오드의 휘도를 향상시키기 위해 사파이어 기판에 반구(Semi Sphere) 형태의 렌즈 형상 패턴을 형성하는 플라즈마 에칭공정을 수행한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 전 술한 바와 같은 다양한 기판에 에칭공정을 수행하는 플라즈마 에칭장치에 적용할 수 있음은 물론이다.The
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭장치(100)는, 플라즈마가 생성되는 공간을 제공하는 반응챔버(110)와, 반응챔버(110)의 내부 아래쪽에 마련되어 기판트레이(130)를 지지하는 척(120, Chuck)과, 반응챔버(110)의 상부에 마련되어 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 안테나(150)와, 반응챔버(110)와 안테나(150) 사이에 배치되는 절연판(140)과, 안테나(150)의 상측에 마련되는 접지케이스(160)와, 안테나(150)에 소스 전력(Source Power)을 공급하는 소스 전원(170)과, 척(120)에 바이어스 전력(Bias Power)을 공급하는 바이어스 전원(180)과, 척(120)에 인가되는 바이어스 전력에 의해 발생하는 DC 바이어스 전압을 측정하는 전압측정모듈(185)와, 소스 전원(170) 및 바이어스 전원(180)을 제어하는 컨트롤러(190)를 구비한다.Referring to FIGS. 5 and 6, the
반응챔버(110)는 전체적으로 원통 형상을 가지며 해당 기판(30)을 플라즈마 에칭하기 위한 플라즈마가 생성·반응되는 공간을 제공한다. 반응챔버(110)의 측벽에는 공정가스를 반응챔버(110) 내부로 주입하기 위한 가스공급구(114)와, 로드락챔버(10) 내의 이송로봇(12)에 의해 기판트레이(130)가 반응챔버(110) 내부로 인입되기 위한 슬롯(112)이 형성되며, 반응챔버(110)에 형성된 슬롯(112)과 로드락 챔버(10) 사이에는 슬롯(112)을 개폐하기 위한 슬롯밸브(20)가 마련된다. 또한, 반응챔버(110) 내에는 기판트레이(130)를 척(120)에 대해 고정하는 클램프(116, Clamp)가 마련된다.The
기판트레이(130)는, 다수의 기판(30)에 대하여 동시에 플라즈마 에칭공정을 수행하기 위하여 사용되는 것으로서, 다수의 기판(30)이 장입되는 하판(132)과, 하판(132)의 상부에 배치되어 하판(132)에 장입된 기판(30)을 고정하기 위한 상판(134)과, 상판(134)을 하판(132)에 대해 고정하는 고정부재(136)를 구비한다. 다만, 본 실시예와 달리, 본 발명은 기판트레이(130)를 사용하지 않고, 기판(30) 자체만을 척(120)에 올려놓고 플라즈마 에칭공정을 수행할 수도 있다.The
척(120)은, 반응챔버(110)의 내부 아래쪽에 마련되어 기판트레이(130)를 지지한다. 아울러, 척(120)은 반응챔버(110) 내에 생성된 플라즈마를 기판(30) 쪽으로 끌어당겨 기판(30)의 표면에 충돌할 수 있도록 바이어스 전원(180)에 전기적으로 연결되어 바이어스 전력이 인가되는 하부 전극의 역할을 담당한다.The
안테나(150)는, 전체적으로 코일 형태의 구조이며, 도 5에 도시된 바와 같이 소스 전원(170) 및 접지케이스(160)에 전기적으로 연결된다. 이러한 안테나(150)는 소스 전원(170)으로부터 소스 전력을 인가받아 반응챔버(110) 내부에 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도하는 역할을 담당한다.The
이러한 안테나(150)에 의해 플라즈마가 생성되는 과정을 간단히 설명하면 다음과 같다. 안테나에 소스 전력이 인가되면 안테나(150)에 전류가 흐르고 이 전류는 안테나(150) 주변에 시간적으로 변화하는 자기장을 형성하며, 이러한 자기장은 반응챔버(110) 내부에 유도전기장을 형성하고 유도전기장은 전자들을 가열하여 안테나와 유도성으로 결합된 플라즈마를 발생시킨다. 이와 같이 플라즈마 에칭장치(100)는 생성된 플라즈마 내의 전자들이 주변의 중성기체입자들과 충돌하여 생성 된 이온 및 라디칼 등을 이용하여 플라즈마 에칭공정을 수행하게 된다.A process of generating plasma by the
본 실시예에서, 안테나(150)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 동일 평면상에 배치되는 2개의 원형 단선 코일로 구성되는 것으로서, 외측안테나(151)와, 외측안테나(151)의 내측에 소정의 간격을 두고 배치되는 내측안테나(152)를 구비한다. 이때, 외측안테나(151)와 내측안테나(152)는 하나의 소스 전원(170)에 병렬 연결되며, 외측안테나(151)와 내측안테나(152) 각각은 일단이 소스 전원(170)에 전기적으로 연결되며, 타단이 접지케이스에 전기적으로 연결되어 접지된다. 다만, 본 발명에 적용되는 안테나는 도 5에 도시된 것에 한정되지 아니하며, 다양한 형태의 안테나 시스템이 적용될 수 있다. 5, the
절연판(140)은, 반응챔버(110)와 안테나(150) 사이에 배치되어 축전전기장은 감소시키고 유도전기장을 플라즈마에 더 효과적으로 전달하도록 하는 역할을 담당한다. 즉, 절연판(140)은 안테나(150)와 플라즈마 사이의 용량성(축전성) 결합을 감소시켜 고주파전원(180)에 의한 에너지를 유도성 결합으로 플라즈마에 더 효과적으로 전달하도록 한다. 여기서, 절연판(140)은 세라믹 등의 재질의 원판 형상으로 이루어지며 '패러데이 쉴드' 또는 '세라믹 윈도우'라고도 하며, 도 5에 도시된 바와 같이 접지케이스(160)의 하부플랜지(162)에 의해 지지되며 고정지그(145)에 의해 고정된다.The insulating
접지케이스(160)는, 전체적으로 원통 형상의 접지된 금속케이스이며, 안테나(150)의 상측에 마련되어 안테나(150)가 외부로 노출되지 않도록 하는 동시에, 안테나(150)의 접지단들이 전기적으로 연결되는 접지된 영역을 제공한다.The
한편, 플라즈마 에칭장치(100)는, 도 5에 도시되지 않았지만, 반응챔버(110) 내부를 진공으로 유지하고 반응 중 발생하는 가스를 배출하기 위한 진공펌프(미도시) 및 반응챔버(110)에 형성된 가스배출구(미도시)를 더 구비한다.5, the
소스 전원(170)은, 반응챔버(110) 내부에 플라즈마를 생성시키기 위해, 안테나(150)에 고주파전력(RF전력) 형태의 소스 전력을 공급한다. 이러한 소스 전원(170)은 일정 범위 내에서 다양한 크기의 소스 전력을 안테나(150)에 인가할 수 있으며, 소스 전력의 크기는 컨트롤러(190)에 의해 제어된다. 한편, 소스 전원(170)은 그 내부임피던스를 소스 전력이 공급되는 경로의 임피던스와 매칭(Matching)시키기 위한 임피던스정합기(171)를 통해 안테나(150)에 전기적으로 연결된다.The
바이어스 전원(180)은, 반응챔버(110) 내에 생성된 플라즈마를 기판(30) 쪽으로 끌어당겨 기판(30)의 표면에 충돌할 수 있도록, 척(120)에 고주파전력(RF전력) 형태의 바이어스 전력을 공급한다. 이러한 바이어스 전원(180)은 일정 범위 내에서 다양한 크기의 바이어스 전력을 척(120)에 인가할 수 있으며, 바이어스 전력의 크기는 컨트롤러(190)에 의해 제어된다. 한편, 바이어스 전원(180)은 그 내부임피던스를 바이어스 전력이 공급되는 경로의 임피던스와 매칭(Matching)시키기 위한 임피던스정합기(181)를 통해 안테나(150)에 전기적으로 연결된다.The
전압측정모듈(185)은, 통상의 전기장치에서 전압을 측정하는 다양한 형태의 모듈로 구현될 수 있으며, 척(120)에 인가되는 바이어스 전력에 의해 발생하는 DC 바이어스 전압을 측정한다. 본 실시예에서, 전압측정모듈(185)은 물리적으로 임피 던스정합기(181) 내부에 마련되지만, 임피던스정합기(181)와 별도로 마련될 수도 있다. 이러한 전압측정모듈(185)은 측정한 DC 바이어스 전압의 값을 컨트롤러(190)에 제공한다.The
전압측정모듈(185)에 의해 측정되는 DC 바이어스 전압의 값은, 소스 전원(170)에 의해 안테나(150)에 인가되는 소스 전력의 크기와, 바이어스 전원(180)에 의해 척(120)에 인가되는 바이어스 전력의 크기에 따라 달라진다. 그리고, DC 바이어스 전압의 크기는 플라즈마 에칭공정에 의해 기판(30)에 형성되는 패턴의 형상에 영향을 준다. 즉, 동일한 포토 마스크(Photo Mask)의 형상에서도 플라즈마 에칭공정을 거친 후 최종적으로 기판(30)에 형성된 패턴의 형상은 DC 바이어스 전압의 크기에 따라 다르게 나오게 된다.The value of the DC bias voltage measured by the
한편, 본 실시예와 같이, 발광다이오드 제작에 사용되는 기판(30)에 렌즈 형상 패턴을 형성하는 경우에, 렌즈 형상이 반구(Semi Sphere) 형태에 가까울수록 발광다이오드의 휘도는 향상된다. 따라서 발광다이오드의 휘도를 향상시키기 위해서는 기판(30)에 반구 형태에 가까운 렌즈 형상 패턴을 형성하는 것이 요구된다.On the other hand, in the case of forming the lens-like pattern on the
일반적으로, 렌즈 형상의 하부 폭은 전체 플라즈마 에칭공정 중 초기단계에서 주로 결정되고, 렌즈 형상의 높이는 전체 플라즈마 에칭공정 중 중간단계에서 주로 결정되며, 렌즈 형상의 경사면 기울기는 전체 플라즈마 에칭공정 중 마무리단계에서 주로 결정되는 경향이 있다. 그리고, DC 바이어스 전압의 크기와 렌즈 형상의 상관관계를 살펴보면, DC 바이어스 전압의 크기가 작을수록, 렌즈 형상의 높이와 경사면 기울기는 높아지며 렌즈 형상의 하부 폭은 작아지는 경향이 있다. 한편, 기판(30)에 반구 형태에 가까운 렌즈 형상 패턴을 형성하기 위해서는, 렌즈 형상의 하부 폭은 크게, 렌즈 형상의 높이는 높게, 렌즈 형상의 경사면 기울기는 낮게 설정되는 것이 바람직하다.In general, the width of the bottom of the lens shape is determined mainly at an initial stage of the entire plasma etching process, and the height of the lens shape is mainly determined at an intermediate stage of the entire plasma etching process. The slope inclination of the lens shape is, Of the population. The relationship between the magnitude of the DC bias voltage and the shape of the lens is as follows. The smaller the DC bias voltage is, the higher the height of the lens shape and the slope of the slope become, and the lower width of the lens shape tends to decrease. On the other hand, in order to form a lens-like pattern close to the hemispherical shape on the
본 발명에 따른 플라즈마 에칭방법은, 안테나(150) 및 척(120)에 소스 전력 및 바이어스 전력을 각각 인가하여 기판(30)에 소정의 패턴을 형성하는 플라즈마 에칭공정을 포함한다. 그리고, 자세히 후술하겠지만, 이러한 플라즈마 에칭공정은 적어도 3개의 단계로 구분되는데, 이때 플라즈마 에칭공정의 각 단계에서 요구되는 DC 바이어스 전압의 값은 상호 다른 값으로 설정된다.The plasma etching method according to the present invention includes a plasma etching process for forming a predetermined pattern on the
도 5를 참조하면, 컨트롤러(190)는, 전압측정모듈(185)에 의해 측정되는 DC 바이어스 전압이 미리 설정된 값들을 갖도록 소스 전원(170) 및 바이어스 전원(180)을 제어한다. 즉, 컨트롤러(190)는 소스 전원(170) 및 바이어스 전원(180)을 제어하여 플라즈마 에칭공정에서 각 단계별로 소스 전력의 크기 및 바이어스 전력의 크기를 변경함으로써, 각 단계별로 미리 설정된 DC 바이어스 전압의 값들을 제공한다.5, the
이러한 컨트롤러(190)는 통상의 퍼스널 컴퓨터 등에서 소프트웨어(software) 또는 펌 웨어(firmware)로 구현될 수 있으며, 공정작업자는 컨트롤러(190)가 설치된 퍼스널 컴퓨터 등에 연결된 디스플레이모듈(예를 들면, 모니터)을 통해 전압측정모듈(185)에 의해 측정되는 DC 바이어스 전압의 값, 소스 전원(170)으로부터 공급되는 소스 전력의 크기, 바이어스 전원(180)으로부터 공급되는 바이어스 전력의 크기 등을 확인할 수 있게 된다.The
컨트롤러(190)에 의한 소스 전원(170) 및 바이어스 전압(180)의 제어방법에 대한 구체적인 설명은, 후술할 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭방법에 대한 설명과 병행하여 상세히 설명하기로 한다.A method of controlling the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭방법을 상세히 설명하기로 한다.7 is a flowchart illustrating a plasma etching method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, a plasma etching method according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
먼저, 로드락챔버(10) 내의 이송로봇(12)에 의해 다수의 기판(30)이 장입된 기판트레이(130)가 반응챔버(110) 내부로 인입되어 척(120)에 올려지면, 반응챔버(110)의 측벽에 형성된 가스공급구(114)를 통해 공정가스를 반응챔버(110) 내부로 주입하는 단계가 수행된다(S110). 이때, 플라즈마 에칭 대상이 되는 기판(30)은, 에칭하고자 하는 렌즈 형상 패턴에 적합한 소정의 패턴을 갖는 포토 마스크가 도포된 상태로 반응챔버(110) 내부로 인입된다.First, when the
다음으로, 소스 전력 및 바이어스 전력을 안테나(150) 및 척(120)에 각각 인가하여 기판(30)에 반구 형태의 렌즈 형상 패턴을 형성하는 단계인 플라즈마 에칭공정이 수행된다(S120). 이러한 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계(S120)는, 소스 전력의 크기 및 바이어스 전력의 크기가 변경되는 것을 기준으로 3개의 단계(S121,S122,S123)로 구분되는데, 이하 상세히 설명한다.Next, a plasma etching process is performed in which a source power and a bias power are respectively applied to the
첫 번째로, 척(120)에 인가되는 바이어스 전력에 의해 발생하는 DC 바이어스 전압이 제1 설정전압값을 갖게 하는 제1 소스 전력 및 제1 바이어스 전력을 안테나(150) 및 척(120)에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계가 진행된 다(S121).First, a first source power and a first bias power, which cause a DC bias voltage generated by the bias power applied to the
이러한 S121 단계는, 전체 플라즈마 에칭공정 중 초기단계에 해당하므로, 렌즈 형상의 하부 폭을 결정함에 있어서 가장 큰 영향을 미치는 단계이다. 이에 따라, 제1 설정전압값은 후술할 S122 단계에 비해 상대적으로 높은 550V 내지 600V 범위를 갖는다.Since the step S121 corresponds to the initial stage of the entire plasma etching process, the step S121 has the greatest influence on the determination of the width of the bottom of the lens shape. Accordingly, the first set voltage value has a relatively high range of 550V to 600V as compared with the step S122 described later.
여기서, 제1 소스 전력 및 제1 바이어스 전력은, 플라즈마 에칭공정을 수행하기 전에, 플라즈마 에칭장치(100)에 대하여 전압측정모듈(185)을 통해 DC 바이어스 전압을 측정하면서 소스 전력 및 바이어스 전력의 크기를 변경하는 과정을 통해 DC 바이어스 전압이 550V 내지 600V 범위의 제1 설정전압값을 만족하는지 여부를 확인하여 실험적으로 미리 설정된다.Here, the first source power and the first bias power may be determined by measuring the DC bias voltage through the
두 번째로, 전압측정모듈(185)에 의해 측정되는 DC 바이어스 전압이 제2 설정전압값을 갖게 하는 제2 소스 전력 및 제2 바이어스 전력을 안테나(150) 및 척(120)에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계가 진행된다(S122).Second, a second source power and a second bias power, which cause the DC bias voltage measured by the
이러한 S122 단계는, 전체 플라즈마 에칭공정 중 중간단계에 해당하므로, 렌즈 형상의 높이를 결정함에 있어서 가장 큰 영향을 미치는 단계이다. 이에 따라, 제1 설정전압값은 전술한 S121 단계에 비해 상대적으로 낮은 350V 내지 380V 범위를 갖는다. 그리고, S122 단계는 DC 바이어스 전압의 값(제2 설정전압값)이 상대적으로 낮게 설정되기 때문에, 전술한 S121 단계와 후술할 S123 단계에 비해 상대적으로 긴 시간 동안 수행되어야 하는데, 소스 전력 및 바이어스 전력을 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계(S120)에서 70% 내지 80% 범위의 시간을 차지하도 록 설정되는 것이 바람직하다.Since the step S122 corresponds to an intermediate stage of the entire plasma etching process, the step S122 has the greatest influence on the height of the lens shape. Accordingly, the first set voltage value has a relatively low range of 350V to 380V as compared to the step S121 described above. Since the value of the DC bias voltage (the second set voltage value) is set to a relatively low level in step S122, it should be performed for a relatively long time compared to the step S121 and the step S123 described later. (S120) in which the plasma etching process is performed in the plasma etching process.
여기서, 제2 소스 전력 및 제2 바이어스 전력은, 플라즈마 에칭공정을 수행하기 전에, 플라즈마 에칭장치(100)에 대하여 전압측정모듈(185)을 통해 DC 바이어스 전압을 측정하면서 소스 전력 및 바이어스 전력의 크기를 변경하는 과정을 통해 DC 바이어스 전압이 350V 내지 380V 범위의 제2 설정전압값을 만족하는지 여부를 확인하여 실험적으로 미리 설정된다.Here, the second source power and the second bias power may be determined by measuring the DC bias voltage through the
세 번째로, 전압측정모듈(185)에 의해 측정되는 DC 바이어스 전압이 제3 설정전압값을 갖게 하는 제3 소스 전력 및 제3 바이어스 전력을 안테나(150) 및 척(120)에 각각 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계가 진행된다(S123).Third, a third source power and a third bias power, which cause the DC bias voltage measured by the
이러한 S123 단계는, 전체 플라즈마 에칭공정 중 마무리단계에 해당하므로, 렌즈 형상의 경사면 기울기를 결정함에 있어서 가장 큰 영향을 미치는 단계이다. 이에 따라, 제3 설정전압값은 전술한 S122 단계에 비해 상대적으로 높은 550V 내지 600V 범위를 갖는다.Since the step S123 corresponds to the finishing step in the entire plasma etching process, the step S123 has the greatest influence on the slope inclination of the lens shape. Accordingly, the third set voltage value has a relatively high range of 550V to 600V as compared to the step S122 described above.
여기서, 제3 소스 전력 및 제3 바이어스 전력은, 플라즈마 에칭공정을 수행하기 전에, 플라즈마 에칭장치(100)에 대하여 전압측정모듈(185)을 통해 DC 바이어스 전압을 측정하면서 소스 전력 및 바이어스 전력의 크기를 변경하는 과정을 통해 DC 바이어스 전압이 550V 내지 600V 범위의 제3 설정전압값을 만족하는지 여부를 확인하여 실험적으로 미리 설정된다.Here, the third source power and the third bias power are determined by measuring the DC bias voltage through the
다음으로, 전술한 바와 같은 소스 전력 및 바이어스 전력을 인가하여 플라즈마 에칭공정을 수행하는 단계가 완료되면, 진공펌프(미도시)에 의해 반응챔버(110) 내의 공정가스를 반응챔버(110)에 형성된 가스배출구(미도시)를 통해 외부로 배출하는 단계가 수행된다(S130).Next, when the step of applying the source power and the bias power as described above and performing the plasma etching process is completed, the process gas in the
전술한 바와 같은 플라즈마 에칭공정을 위한 일련의 단계들에 의해 렌즈 형상 패턴이 형성된 기판은 로드락챔버(10) 내의 이송로봇(12)에 의해 로드락챔버(10)를 거쳐 외부로 인출된다.The substrate on which the lens shape pattern is formed by the series of steps for the plasma etching process as described above is pulled out through the
한편, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭방법에서, 반구 형태에 가까운 렌즈 형상의 패턴을 기판에 형성하는데 적합하다고 제시된 제1 설정전압값의 범위, 제2 설정전압값의 범위 및 제3 설정전압값의 범위는, 본 출원인이 전술한 플라즈마 에칭장치(100)에 대하여 수많은 테스트를 반복하여 실험적으로 얻어진 값들이다.On the other hand, in the plasma etching method according to the present embodiment, the range of the first set voltage value, the range of the second set voltage value, and the range of the third set voltage value, which are suggested to be suitable for forming a lens- The range is experimentally obtained by repeating a number of tests by the applicant of the
아울러, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭방법에 있어서, 제1 소스 전력 및 제1 바이어스 전력은 DC 바이어스 전압이 550V 내지 600V 범위의 제1 설정전압값을 갖도록 설정되어야 하고, 제2 소스 전력 및 제2 바이어스 전력은 DC 바이어스 전압이 350V 내지 380V 범위의 제2 설정전압값을 갖도록 설정되어야 하며, 제3 소스 전력 및 제3 바이어스 전력은 DC 바이어스 전압이 550V 내지 600V 범위의 제3 설정전압값을 갖도록 설정되어야 하는데, 전술한 플라즈마 에칭장치(100)의 경우에 그 구체적인 소스 전력 및 바이어스 전력의 크기들에 대한 바람직한 2가지 예를 제시하면 아래와 같다.In addition, in the plasma etching method according to the present embodiment, the first source power and the first bias power should be set such that the DC bias voltage has a first set voltage value in the range of 550V to 600V, and the second source power and the second The bias power should be set so that the DC bias voltage has a second set voltage value in the range of 350 to 380 V, the third source power and the third bias power are set such that the DC bias voltage has a third set voltage value in the range of 550 to 600 V In the case of the above-described
<제1 바람직한 예><First Preferred Example>
S121 단계 : 소스 전력 800W / 바이어스 전력 550WStep S121: source power 800W / bias power 550W
S122 단계 : 소스 전력 800W / 바이어스 전력 250WStep S122: source power 800W / bias power 250W
S121 단계 : 소스 전력 800W / 바이어스 전력 500WStep S121: source power 800W / bias power 500W
<제2 바람직한 예>≪ Second Preferred Example &
S121 단계 : 소스 전력 1500W / 바이어스 전력 700WStep S121: source power 1500W / bias power 700W
S122 단계 : 소스 전력 1500W / 바이어스 전력 350WStep S122: source power 1500W / bias power 350W
S121 단계 : 소스 전력 1500W / 바이어스 전력 700WStep S121: source power 1500W / bias power 700W
도 8은 위에서 제시한 제1 바람직한 예에 따라 소스 전력 및 바이어스 전력을 인가하여 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭방법을 수행하였을 때, 최종적으로 기판에 형성된 렌즈 형상 패턴을 확대 촬영한 도면이고, 도 9는 위에서 제시한 제2 바람직한 예에 따라 소스 전력 및 바이어스 전력을 인가하여 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭방법을 수행하였을 때, 최종적으로 기판에 형성된 렌즈 형상 패턴을 확대 촬영한 도면이다.8 is an enlarged photographic view of a lens pattern formed on a substrate when a plasma etching method according to the present embodiment is performed by applying a source power and a bias power according to the first preferred embodiment shown above, Is a magnified photograph of a lens shape pattern finally formed on a substrate when a plasma etching method according to the present embodiment is performed by applying a source power and a bias power according to the second preferred embodiment described above.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭방법은, 종래의 플라즈마 에칭방법과 비교해서(도 3 및 도 4 참조), 기판에 반구 형태에 가까운 렌즈 형상 패턴을 형성할 수 있음을 확연히 알 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, the plasma etching method according to the present embodiment can form a lens shape pattern that is close to a hemispherical shape on a substrate in comparison with a conventional plasma etching method (see FIGS. 3 and 4) .
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭방법은, 소스 전력 및 바이어스 전력을 인가하여 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하는 플라즈마 에칭공정을 소스 전력의 크기 및 바이어스 전력의 크기를 달리하는 3개의 단계로 구분하 여 수행함으로써, 발광다이오드 제작에 사용되는 기판에 반구 형태에 가까운 렌즈 형상 패턴을 형성하여 발광다이오드의 휘도를 향상시킬 수 있다.As described above, in the plasma etching method according to the present embodiment, a plasma etching process for forming a lens-like pattern on a substrate by applying a source power and a bias power is performed in three steps of a magnitude of a source power and a magnitude of a bias power It is possible to improve the brightness of the light emitting diode by forming a lens shape pattern which is close to the hemispherical shape on the substrate used for manufacturing the light emitting diode.
한편, 본 발명에 따른 플라즈마 에칭방법은, 본 실시예와 달리, 소스 전력 및 바이어스 전력을 인가하여 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하는 플라즈마 에칭공정을 소스 전력의 크기 및 바이어스 전력의 크기를 달리하는 4개 이상의 단계로 구분하여 수행할 수 있음은 물론이다.Meanwhile, the plasma etching method according to the present invention differs from the present embodiment in that a plasma etching process for forming a lens-like pattern on a substrate by applying a source power and a bias power is performed by a plasma etching process in which the size of a source power and the size of a bias power It is needless to say that the present invention can be carried out by dividing into more than two steps.
본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.
도 1은 발광소자의 한 종류인 발광다이오드(LED)의 일반적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic view showing a general configuration of a light emitting diode (LED) which is a kind of light emitting device.
도 2는 기판에 렌즈 형상 패턴을 형성하기 위한 종래의 플라즈마 에칭방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart for explaining an example of a conventional plasma etching method for forming a lens-like pattern on a substrate.
도 3은 도 2의 플라즈마 에칭방법에서 기판에 형성된 렌즈 형상 패턴의 일 예를 확대 촬영한 도면이다.3 is an enlarged photograph of an example of a lens shape pattern formed on a substrate in the plasma etching method of FIG.
도 4는 도 2의 플라즈마 에칭방법에서 기판에 형성된 렌즈 형상 패턴의 다른 예를 확대 촬영한 도면이다.4 is an enlarged photograph of another example of a lens shape pattern formed on a substrate in the plasma etching method of FIG.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭장치의 개략적인 구성도이다.5 is a schematic configuration diagram of a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 플라즈마 에칭장치의 제어를 설명하기 위한 블럭도이다.6 is a block diagram for explaining control of the plasma etching apparatus of FIG.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭방법을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a plasma etching method according to an embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 플라즈마 에칭방법을 적용하여 기판에 형성된 렌즈 형상 패턴의 일 예를 확대 촬영한 도면이다.8 is an enlarged photograph of an example of a lens shape pattern formed on a substrate by applying the plasma etching method of FIG.
도 9는 도 7의 플라즈마 에칭방법을 적용하여 기판에 형성된 렌즈 형상 패턴의 다른 예를 확대 촬영한 도면이다.9 is an enlarged photograph of another example of a lens shape pattern formed on a substrate by applying the plasma etching method of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
100 : 플라즈마 에칭장치 100: Plasma etching apparatus
110 : 반응챔버 120 : 척 110: reaction chamber 120: chuck
130 : 기판트레이 140 : 절연판130: substrate tray 140: insulating plate
150 : 안테나 160 : 접지케이스150: antenna 160: grounding case
170 : 소스 전원 180 : 바이어스 전원170: source power 180: bias power
185 : 전압측정모듈 190 : 컨트롤러185: voltage measurement module 190: controller
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