KR101321533B1 - In-line nano patterning apparatus and anti-reflective substrate nano-patterned by the apparatus - Google Patents

In-line nano patterning apparatus and anti-reflective substrate nano-patterned by the apparatus Download PDF

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KR101321533B1
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김명근
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Abstract

PURPOSE: An in-line nano patterning apparatus and an anti-reflective substrate manufactured by the same are provided to realize a nano mask in a sputtering mode and to sequentially implement an etching process in an in-line mode. CONSTITUTION: An in-line nano patterning apparatus includes a load lock chamber (10), a sputter chamber (20), an etch chamber (30), and an unload lock chamber (40). In the process, a substrate is put into the load lock chamber as a workpiece. The substrate ejected from the load lock chamber is put into the sputter chamber in order to form a nano mask on the surface of the substrate in a sputtering mode. The substrate with the nano mask on the surface is put into the etch chamber in order to etching the surface of the substrate, thereby forming a nano pattern. The unload lock chamber ejects the substrate with the nano pattern to the outside. The substrate which is put into the load lock chamber is ejected from the unload lock chamber. [Reference numerals] (AA) Progress direction of process

Description

인라인 나노 패터닝 장치 및 이를 이용하여 제조된 반사 방지 기판{In-line Nano Patterning Apparatus And Anti-reflective Substrate Nano-patterned By The Apparatus}In-line Nano Patterning Apparatus And Anti-reflective Substrate Nano-patterned By The Apparatus}

본 발명은 기판 표면에의 나노 패터닝(nano-patterning) 코팅 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 표면에 나노 패터닝에 의한 반사 방지 기능을 부여하기 위한 인라인(In-line) 나노 패터닝 장치 및 이를 이용하여 제조된 반사 방지 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a nano-patterning coating technology on the surface of the substrate, and more particularly to an in-line nano patterning device for imparting antireflection function by nano patterning to the surface of the substrate and The present invention relates to an antireflective substrate manufactured using.

휴대폰, 태블릿 PC 등 터치 기능을 사용하는 디스플레이를 비롯하여 TV, 컴퓨터모니터 등과 같은 플랫 패널 디스플레이의 커버 윈도우, 태양전지의 커버 윈도우, 건축물의 외장형 유리, 안경, 자동차 유리 등에 있어서 빛의 반사를 줄여 디바이스의 효율을 높임과 동시에 시인성을 높이는 반사방지(AR, Anti-Reflection) 구현기술은 현재 학계와 업계에서 높은 관심을 받고 있는 기술 분야이다.A display using a touch function such as a mobile phone, a tablet PC, a cover window of a flat panel display such as a TV or a computer monitor, a cover window of a solar cell, an external glass of a building, AR (Anti-Reflection) technology that enhances efficiency and increases visibility is a technology field that is currently receiving high interest in academia and industry.

일반적으로 빛이 투과하는 계면에서 두 매질 사이의 굴절률 차이가 존재하는 경우 “프레넬의 반사법칙”에 의하여 빛의 반사 현상이 일어나게 된다. 빛이 반사되는 정도는 두 매질 사이의 굴절률의 차이, 입사각 및 반사각 등에 따라 달라지는 “반사율”에 의해 결정된다.In general, when there is a refractive index difference between two media at the light-transmitting interface, reflection phenomenon of light occurs by the "Fresnel's reflection law". The extent to which light is reflected is determined by the "reflectivity" which varies with the difference in refractive index between the two media, the angle of incidence and the angle of reflection.

특히, 디스플레이 기기를 야외와 같이 외부광의 세기가 큰 상황에서 사용하는 경우에는 작은 반사율에 의해서도 내부에서 방출되는 빛과 버금갈 정도의 빛이 반사되기 때문에 시인성이 매우 낮아지게 된다. 또한 태양전지의 커버 윈도우의 경우에는 태양광의 투과율을 높일수록 태양전지의 효율성 즉, 발전량이 증가하기 때문에 반사를 줄여야 하는 기술적 과제를 안고 있다. In particular, when the display device is used in a situation where the external light intensity is large, such as in an outdoor environment, visibility is very low because light reflected by the inside of the display device is reflected by a small reflectance. In addition, in the case of the solar cell cover window, the efficiency of the solar cell increases as the transmittance of the sunlight increases, so that the technical problem of reducing the reflection is required.

한편, 건축물의 외장형 유리나 자동차 유리 등에서는 반사로 인한 눈부심이 발생되면 보행자 및 운전자의 안전과 직결되는 문제가 발생될 수 있어 일정 수준 이하의 반사 방지를 달성할 필요가 있다.On the other hand, when glare due to reflection occurs in the exterior glass of the building or the automobile glass, there is a problem that the safety of the pedestrian and the driver is directly connected to each other.

상술한 바와 같이 기판 표면에서의 반사를 억제할 목적을 달성하기 위해서는 입사광의 파장(λ)에 대하여 λ/4 만큼의 두께와 공기와 기판의 굴절률 사이의 굴절률을 가지는 물질을 기판의 표면에 코팅하여 반사를 줄일 수 있다. 이러한 코팅기술을 반사 방지(AR) 코팅기술이라 한다.In order to achieve the object of suppressing the reflection on the substrate surface as described above, the surface of the substrate is coated with a material having a refractive index between the thickness of? / 4 and the refractive index of air and the substrate with respect to the wavelength? Of the incident light Reflections can be reduced. This coating technique is called anti-reflection (AR) coating technology.

하지만, 이러한 기술은 특정한 파장인 λ에 대해서만 반사를 억제할 수 있어 가시광선 전 영역에 걸친 반사 방지를 구현하기 위해서는 여러 파장에 대한 반사방지 층이 필요하기 때문에 다층 박막으로 코팅하여야 한다. 이에 따라 기판과의 밀착력 약화에 따른 박리와 이에 따른 표면 불균일에 의한 색상의 발현, 다층 박막에 따른 두께조절 등의 문제가 발생 된다. 이러한 이유에서 다층 박막 코팅을 통한 반사 방지 기술은 터치 패널과 같이 잦은 접촉이 이루어지는 표면에 적용하기 어려운 한계를 갖고 있다.However, this technique can suppress the reflection only for a specific wavelength λ, and therefore, it is necessary to coat the multilayer thin film because an antireflection layer for various wavelengths is required in order to realize reflection prevention over the entire visible light range. As a result, peeling due to the weak adhesion to the substrate, resulting in color unevenness due to surface unevenness, and thickness control depending on the multilayer thin film, arise. For this reason, the antireflection technique using a multilayer thin film coating has a limitation that it is difficult to apply to a surface with frequent contact such as a touch panel.

이에 반사 방지를 구현하기 위한 기술로 최근 각광받고 있는 연구는 이른바 “나방눈 효과”(moth-eye effect)를 이용한 기술로, 가시광선 파장대보다 작은 직경의 나노 돌기를 기판의 표면에 형성시켜 가시광선이 이러한 나노 구조가 형성된 표면을 투과할 때 나노 돌기의 존재를 인식하지 못하고 단지 돌기의 형상에 따라서 기판 표면의 굴절율이 점진적으로 변하는 것으로 인식하게 됨으로써 다층 박막 코팅의 효과를 얻게 되는 기술이다.In recent years, research has been attracting attention as a technique for implementing antireflection, which uses a so-called "moth-eye effect" technique, in which nano-protrusions having a diameter smaller than that of a visible light wavelength band are formed on the surface of a substrate, Layered thin film coating by recognizing that the refractive index of the substrate surface is gradually changed according to the shape of the protrusion without recognizing the presence of the nano protrusion when the surface of the nanostructure is formed.

이러한 나노 돌기를 기판의 표면에 형성시키는 기술에 대하여 본 출원인은 ①저융점 금속의 열적 응집을 제어하고 이를 나노 마스크로 활용하여 식각함으로써 나노/마이크로 스케일의 돌기가 혼재된 형태의 반사방지 표면 제조방법 및 이러한 반사방지 표면이 형성된 기판(특허출원 제2012-0131676호)과 ②나노 마스크를 형성하는 금속의 종류, 증착 시간 및 증착 온도 등을 CVD 또는 PVD의 방법에서 제어함으로써 단일 또는 복수의 챔버에서 나노 마스크를 형성한 다음, 식각 공정을 통해 다양한 크기의 나노 돌기를 모재의 표면에 형성시키는 방법(특허출원 제2013-0063913호) 등을 착안하였다.Regarding the technology for forming such nanoprotrusions on the surface of the substrate, the present inventors control the thermal aggregation of low-melting-point metals and use them as etching masks to etch them to produce anti-reflective surfaces in the form of mixed nano / microscale protrusions. And the substrate (patent application No. 2012-0131676) on which the antireflective surface is formed and the type of metal forming the nano mask, the deposition time, the deposition temperature, and the like in the single or multiple chambers by controlling the method of CVD or PVD. After forming the mask, a method (patent application 2013-0063913) and the like to form a nano-protrusions of various sizes on the surface of the base material through an etching process.

다만, 상술한 발명을 비롯한 종래의 반사방지 구현 기술은 낮은 생산수율, 장비 설치 공간의 비효율 등의 문제가 있으며, 실시간으로 공정을 제어하는 기술의 부재로 인해 공정의 안정성, 균일성(uniformity) 및 재현성을 확보하는데 어려움이 있었다.However, the conventional anti-reflective technology including the above-described invention has problems such as low production yield and inefficiency of equipment installation space, and due to the absence of technology for controlling the process in real time, process stability, uniformity and There was a difficulty in ensuring reproducibility.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 고비용의 포토(photo) 공정을 사용하지 않고 스퍼터링(sputtering) 방식으로 나노 마스크를 제작하고, 이와 연속적으로 에칭(etching) 공정을 인라인(In-line) 방식으로 진행함으로써, 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 장비 설치에 필요한 공간을 절약할 수 있는 인라인 나노 패터닝 장치 및 이를 이용하여 제조된 반사 방지 기판을 제공하는데 있다.The present invention was devised to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to fabricate a nanomask by sputtering without using an expensive photo process, and subsequently to an etching process. By performing the in-line method, to provide an in-line nano patterning device and an anti-reflection substrate manufactured using the same, which can improve productivity as well as save space required for equipment installation.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따라 기판의 표면에 나노 패턴을 형성시키기 위한 나노 패터닝 장치에 있어서, 피가공물인 기판이 공정으로 투입되는 로드락 챔버(10), 상기 로드락 챔버(10)로부터 배출된 기판이 투입되고, 상기 기판의 표면에 스퍼터링(sputtering) 방식으로 나노 마스크를 형성시키는 스퍼터 챔버(20), 표면에 나노 마스크가 형성된 기판이 투입되고, 상기 기판의 표면을 식각하여 나노 패턴을 형성시키는 에치 챔버(30) 및 나노 패턴이 형성된 기판을 장치 외부로 배출하는 언로드락 챔버(40)를 포함하며, 상기 챔버들이 하나의 인라인(In-line) 설비로 연결되어 상기 로드락 챔버(10)로 투입된 기판이 연속적으로 상기 스퍼터 챔버(20) 및 에치 챔버(30)를 거쳐 상기 언로드락 챔버(40)에서 배출되는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치를 제공한다.In the nano-patterning apparatus for forming a nano-pattern on the surface of the substrate in accordance with an embodiment of the present invention in order to achieve the object as described above, the load lock chamber 10, the substrate being a workpiece is introduced into the process, A substrate discharged from the load lock chamber 10 is introduced, a sputter chamber 20 for forming a nano mask on the surface of the substrate by sputtering, a substrate having a nano mask formed on the surface thereof, and a substrate An etch chamber 30 for etching the surface to form a nano pattern, and an unload lock chamber 40 for discharging the nano patterned substrate to the outside of the device, wherein the chambers are connected to one in-line facility. And the substrate introduced into the load lock chamber 10 is continuously discharged from the unload lock chamber 40 through the sputter chamber 20 and the etch chamber 30. Provides an inline nano patterning device.

이때, 상기 인라인 설비는 상기 챔버들 사이 또는 내부에서 기판을 이송시키는 기판이송수단(100) 상기 기판이송수단을 구동시키는 구동 수단, 상기 기판이송수단 상에서 기판의 위치를 감지하는 감지수단 및 상기 감지수단의 감지를 통해 상기 구동수단을 제어하는 제어수단을 포함하는 것이 바람직하다.In this case, the in-line facility is a substrate transfer means 100 for transferring the substrate between or within the chamber drive means for driving the substrate transfer means, sensing means for detecting the position of the substrate on the substrate transfer means and the detection means Preferably it comprises a control means for controlling the drive means through the detection of.

또한, 상기 기판이송수단(100)은 피가공물인 기판이 상부에 위치하게 되는 지지부재(110) 및 상기 기판의 온도를 조절하기 위한 가열수단을 포함하며, 상기 지지부재(110)가 불투명한 경우 상기 지지부재(110)의 소정 영역에 다수의 구멍(111)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the substrate transfer means 100 includes a support member 110 and a heating means for adjusting the temperature of the substrate, the substrate is a workpiece to be positioned on the upper, when the support member 110 is opaque It is preferable that a plurality of holes 111 are formed in a predetermined region of the support member 110.

그리고 상기 로드락 챔버(10), 스퍼터 챔버(20), 에치 챔버(30) 및 언로드락 챔버(40)의 공정시간을 제어하고 각 챔버간 공정가스 혼입에 의한 오염을 방지하기 위하여 각 챔버 사이에 하나 이상의 버퍼 챔버(50)가 구비되거나, 각 챔버의 택트 타임(tact time)을 고려하여 상대적으로 택트 타임이 긴 공정은 동일한 2개 이상의 챔버를 병렬적으로 연결시켜 공정을 구동할 수 있다.And in order to control the process time of the load lock chamber 10, the sputter chamber 20, the etch chamber 30 and the unload lock chamber 40 and to prevent contamination due to mixing of the process gas between the chambers One or more buffer chambers 50 may be provided, or a process having a relatively long tact time in consideration of a tact time of each chamber may be driven by connecting two or more chambers in parallel.

또, 상기 스퍼터 챔버(20) 내부에서 기판 표면에의 스퍼터링(sputtering) 공정은 스퍼터 타겟(sputter target)이 이동되면서 이루어질 수 있다.In addition, a sputtering process on the surface of the substrate in the sputter chamber 20 may be performed while the sputter target is moved.

한편, 상기 스퍼터 챔버(20) 또는 에치 챔버(30)에 공정의 안정성 및 재현성을 제어하기 위하여 인시츄(in-situ) 모니터링 장치(60,70)를 더 포함할 수 있는데, 상기 인시츄 모니터링 장치(60,70)는 피가공물인 기판의 표면으로 빛을 조사하는 하나 이상의 광원(61,71); 및 상기 광원으로부터 조사되어 상기 기판에 투과되거나 반사되는 빛의 세기(Intensity)를 실시간으로 모니터링 하는 디텍터(62,72)를 포함할 수 있다.Meanwhile, in-situ monitoring devices 60 and 70 may be further included in the sputter chamber 20 or the etch chamber 30 to control the stability and reproducibility of the process. 60 and 70 include one or more light sources 61 and 71 that irradiate light onto the surface of the substrate as a work piece; And detectors 62 and 72 which monitor the intensity of light emitted from the light source and transmitted or reflected on the substrate in real time.

이때, 상기 광원(61,71) 또는 디텍터(62,72)가 설치되는 챔버 소정의 영역에는 챔버의 벽면에 광 수용부(90)가 구비될 수 있으며, 바람직한 일 실시예에 따라 상기 광 수용부(90)는 챔버의 내부와 외부의 경계면에 구비되어 상기 광원(61,71)에서 방출되는 빛 또는 기판에 투과되거나 반사되는 빛을 수용하는 윈도우(91) 및 상기 광원(61,71)에서 챔버 내부로 방출되는 빛의 직진성을 향상시키거나, 다른 빛에 의한 간섭을 최소화하여 노이즈(noise) 없이 상기 기판에 투과되거나 반사되는 빛을 모니터링하기 위한 광 가이드(92)를 포함할 수 있다.In this case, the light receiving unit 90 may be provided on a wall of the chamber in a predetermined region of the chamber in which the light sources 61 and 71 or the detectors 62 and 72 are installed. 90 is provided at the interface between the inside and the outside of the chamber to receive the light emitted from the light sources (61, 71) or the light transmitted or reflected on the substrate 91 and the chamber from the light sources (61, 71) It may include a light guide 92 for monitoring the light transmitted or reflected on the substrate without noise by improving the straightness of the light emitted therein, or by minimizing interference by other light.

이때, 상기 광 가이드(92)는 상기 윈도우(91)와 광원(61,71) 또는 상기 윈도우(91)와 디텍터(62,72)의 사이에 설치되는 것이 바람직하다.In this case, the light guide 92 may be installed between the window 91 and the light sources 61 and 71 or between the window 91 and the detectors 62 and 72.

한편, 상기 디텍터(62,72)와 광원(61,71)은 전체 공정의 규모, 장비의 크기 및 처리되는 기판의 크기에 따라 기판의 가로와 세로 방향으로 다수 개가 설치될 수 있다.Meanwhile, a plurality of detectors 62 and 72 and light sources 61 and 71 may be installed in the horizontal and vertical directions of the substrate depending on the size of the entire process, the size of the equipment, and the size of the substrate to be processed.

또한, 상기 스퍼터 챔버(20)에 설치되는 인시츄 모니터링 장치(60)에 있어서 기판의 표면에 형성되는 나노 마스크의 크기 및 분포를 제어하기 위하여 광원(61)으로부터 피가공물인 기판의 표면으로 조사되어 기판에 투과되거나 반사되는 빛의 세기를 디텍터(62)를 통해 실시간으로 모니터링하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the in-situ monitoring device 60 installed in the sputter chamber 20 is irradiated from the light source 61 to the surface of the substrate to be processed in order to control the size and distribution of the nano mask formed on the surface of the substrate The intensity of light transmitted or reflected on the substrate is monitored in real time through the detector 62.

이때, 크기와 분포가 다른 나노 마스크를 형성하기 위하여 상기 광원으로부터 상기 기판의 표면으로 조사되어 기판에 투과되거나 반사되는 빛의 세기 차이를 전 파장 영역에 걸쳐 분석하여 공정을 제어하는 것이 바람직하며, 이는 500 ~ 550 nm의 파장을 기준으로 단파장 영역과 장파장 영역에서 상기 기판에 투과되거나 반사되는 빛의 세기 차이를 분석하는 것을 포함한다.In this case, in order to form nanomasks having different sizes and distributions, it is preferable to control the process by analyzing the difference in intensity of light transmitted from the light source to the surface of the substrate and transmitted or reflected on the substrate over the entire wavelength range. Analyzing the difference in the intensity of light transmitted or reflected by the substrate in the short wavelength region and the long wavelength region based on the wavelength of 500 ~ 550 nm.

한편, 상기 에치 챔버(30)에 설치되는 인시츄 모니터링 장치(70)에 있어서 기판의 표면의 식각이 진행된 정도를 모니터링하고 이를 제어하기 위하여 광원(71)으로부터 피가공물인 기판의 표면으로 조사되어 기판에 투과되거나 반사되는 빛의 스펙트럼을 디텍터(72)를 통해 실시간으로 모니터링하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, in the in-situ monitoring device 70 installed in the etch chamber 30, the substrate is irradiated from the light source 71 to the surface of the substrate to be processed in order to monitor and control the progress of etching of the surface of the substrate. The spectrum of the light transmitted or reflected by the detector 72 is characterized in that the monitoring in real time.

이때, 피가공물로 투명한 기판을 사용하는 경우에 상기 광원(71)은 상기 에치 챔버(30)에서 식각에 사용되는 플라즈마(31)이며, 상기 플라즈마(31)로부터 기판으로 입사된 후 기판의 표면에 형성된 나노 패턴과 기판의 밑면에 의해 산란됨으로써 상기 기판의 일 측면으로 방출되는 빛의 스펙트럼을 상기 디텍터(72)를 통해 측정하는 것을 특징으로 한다.In this case, in the case of using a transparent substrate as a workpiece, the light source 71 is a plasma 31 used for etching in the etch chamber 30, and is incident on the surface of the substrate after being incident from the plasma 31 to the substrate. By scattering by the formed nano-pattern and the bottom surface of the substrate is characterized in that for measuring the spectrum of the light emitted to one side of the substrate through the detector 72.

또한, 플라즈마(31)의 안정성 및 재현성을 확보하기 위하여, 상기 플라즈마 광원(71)에서 방출되는 빛의 스펙트럼을 디텍터(81)을 통하여 모니터링하는 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)를 더 포함할 수 있다.In addition, in order to ensure the stability and reproducibility of the plasma 31, the in-situ plasma monitoring device 80 for monitoring the spectrum of the light emitted from the plasma light source 71 through the detector 81 may be further included. .

이때, 상기 디텍터(81)가 설치되는 챔버 소정의 영역에는 챔버의 벽면에 광 수용부(90)가 구비될 수 있으며, 바람직한 일 실시예에 따라 상기 광 수용부(90)는 챔버의 내부와 외부의 경계면에 구비되어 상기 플라즈마(31)로부터 방출되는 빛을 수용하는 윈도우(91) 및 다른 빛에 의한 간섭을 최소화하여 노이즈(noise) 없이 상기 플라즈마(31)에서 방출되는 빛을 모니터링하기 위한 광 가이드(92)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 광 가이드(92)는 상기 윈도우(91)와 디텍터(81)의 사이에 설치되는 것이 바람직하다.In this case, a light receiving unit 90 may be provided on a wall of the chamber in a predetermined region of the chamber in which the detector 81 is installed, and the light receiving unit 90 may be formed inside and outside the chamber. The light guide for monitoring the light emitted from the plasma 31 without noise by minimizing interference by the window 91 and other light is provided at the interface of the receiving light emitted from the plasma 31 (92). In this case, the light guide 92 is preferably installed between the window 91 and the detector 81.

그리고, 상기 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)의 디텍터(81)는 전체 공정의 규모, 장비의 크기 및 처리되는 기판의 크기에 따라 기판의 가로와 세로 방향으로 다수 개가 설치되며, 플라즈마(31)의 양극(anode)과 음극(cathode) 사이의 높이 방향으로도 다수 개가 설치되어 플라즈마의 전체 체적을 실시간으로 모니터링 하는 것이 바람직하다.
In addition, a plurality of detectors 81 of the in-situ plasma monitoring apparatus 80 are installed in the horizontal and vertical directions of the substrate according to the size of the entire process, the size of the equipment, and the size of the substrate to be processed. In the height direction between the anode (anode) and the cathode (cathode), it is preferable that a plurality is installed to monitor the entire volume of the plasma in real time.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따라 상술한 인라인 나노 패터닝 장치를 이용하여 제조되며, 기판의 표면에 반사 방지(anti-reflection, AR)를 구현하기 위한 나노 스케일의 돌기가 형성된 반사 방지 기판을 제공한다.In order to achieve the object as described above is manufactured using the above-described inline nano-patterning device according to an embodiment of the present invention, nano-scale projections for implementing anti-reflection (AR) on the surface of the substrate Provided is an antireflection substrate formed.

이때, 상기 나노 스케일의 돌기는 50~150 nm, 150~300 nm, 300~1000 nm 및 1000nm 이상의 크기 범위 중 적어도 어느 하나 이상의 크기 범위의 돌기가 혼재된 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 다양한 크기의 나노 돌기는 상기 스퍼터 챔버(20)에서 인시츄 모니터링 장치(60)를 이용한 나노 마스크의 크기 및 분포 제어와 상기 에치 챔버(30)에서 인시츄 모니터링 장치(70) 및 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)를 이용한 기판 표면의 식각 제어를 통하여 형성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the nano-scale projections are preferably formed in a form in which the projections of at least any one or more of the size range of 50 to 150 nm, 150 to 300 nm, 300 to 1000 nm and 1000 nm or more size ranges are mixed. The nano protrusions of the in-situ monitoring device 70 and the in-situ plasma monitoring device 80 in the sputter chamber 20 control the size and distribution of the nano mask using the in-situ monitoring device 60 and the etch chamber 30. It is characterized in that it is formed through the etching control of the substrate surface using the).

상술한 바와 같은 본 발명의 인라인 나노 패터닝 장치 및 이를 이용하여 제조된 반사 방지 기판은 ①배치(batch) 타입의 나노 패터닝 장치를 인라인(In-line) 타입으로 운용함으로써 제품 생산의 수율을 높이고 장치를 설치하는데 소요되는 공간을 절약할 수 있으며, ②실시간으로 각 공정의 상황을 모니터링하여 최적화된 공정으로 제어함으로써 공정의 양산성 및 경제성을 도모할 수 있고, ③반사 방지(AR) 처리 공정의 인라인을 구현하고 각 공정에 인시츄 모니터링 기능을 내재화함으로써 공정의 안정성, 균일성 및 재현성을 향상시킬 수 있다.As described above, the inline nano patterning device of the present invention and the anti-reflection substrate manufactured by using the same include the following methods: ① Batch-type nano patterning device is operated in an in-line type to increase the yield of product production and The space required for installation can be saved, and ② the real-time monitoring of the status of each process can be carried out to optimize the process for mass production and economic feasibility, and ③ the in-line of the anti-reflection (AR) treatment process. Implementing and internalizing in-situ monitoring for each process can improve process stability, uniformity and reproducibility.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 나노 패터닝 장치의 개략적인 모식도이다.
도 2는 다수의 구멍이(111)이 형성되어 있는 불투명한 지지부재(110)가 구비된 기판이송수단(100)의 상부에 기판이 위치하고 있는 모습을 표현한 모식도이다.
도 3은 불투명한 지지부재(110)가 구비된 경우에 이에 형성된 구멍(111)을 통한 광 투과에 의하여 인시츄 모니터링을 구현하는 모습을 표현한 모식도이다.
도 4a는 스퍼터 챔버(20) 내에서 스퍼터링에 의하여 형성된 나노 마스크와 스퍼터 챔버(20)에 설치되는 인시츄 모니터링 장치(60)의 모습 및 이에 의한 모니터링 방법을 표현한 모식도이다.
도 4b는 챔버의 내외부의 경계면에 설치되는 윈도우(91)와 상기 윈도우(91)의 챔버 내외부 방향으로 구비되는 광 가이드(92)로 이루어진 광 수용부(90)의 모식도이다.
도 5는 다양한 크기 범위의 돌기에 따라 달라지는 기판의 반사방지 특성을 나타낸 표이다.
도 6은 동일한 분포를 갖지만 크기가 다른 마스크가 형성된 기판의 투과율을 나타낸 그래프이다. D1, D2 및 D3는 각각 도 5에서 도시된 표에서의 제1형, 제2형 및 제3형 돌기의 나노 마스크가 형성된 기판을 의미한다.
도 7a는 분포 및 크기가 다른 마스크가 형성된 기판의 투과율을 나타낸 그래프이다. D1, D2 및 D3는 상술한 바와 동일하며, 기준 파장인 500~550nm를 기준으로 파파장이 그 이하인 구역(Region(I))에서의 확대 그래프는 도 7b이며, 파장이 그 이상인 구역(Region(II))에서의 확대 그래프는 도 7c이다.
도 8은 에치 챔버(30)에 설치되는 인시츄 모니터링 장치(70)의 모습과 모니터링 방법을 표현한 모식도이다.
도 9는 에치 챔버(30)에 설치되는 인시츄 모니터링 장치(70)에 의해 기판이 식각된 정도를 모니터링 하는 원리를 표현한 모식도이다.
도 10은 상기 도 9의 에치 공정 전 단계, 중간 단계 및 마무리 단계에서 인시츄 모니터링 장치(70)의 디텍터(72)를 통해 측정되는 빛의 세기를 모니터링한 스펙트럼이다.
도 11은 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)가 구비된 에치 챔버(30)의 모습을 표현한 모식도이다.
도 12는 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)를 통하여 측정된 플라즈마(31) 광원에서 방출되는 빛의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 13은 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)의 설치 방향으로서, 기판의 가로 방향과 세로 방향 및 플라즈마(31)의 양극과 음극 사이의 높이 방향을 나타내는 모식도이다.
1 is a schematic diagram of an inline nano patterning device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a state in which a substrate is positioned on an upper portion of the substrate transfer means 100 provided with an opaque support member 110 in which a plurality of holes 111 are formed.
3 is a schematic diagram illustrating the in-situ monitoring by the light transmission through the hole 111 formed when the opaque support member 110 is provided.
4A is a schematic diagram showing the appearance of the nano-mask formed by the sputtering in the sputter chamber 20 and the in-situ monitoring device 60 installed in the sputter chamber 20 and the monitoring method thereby.
FIG. 4B is a schematic view of a light receiving portion 90 including a window 91 provided at an inner and outer boundary surfaces of a chamber and a light guide 92 provided in a direction inside and outside the chamber of the window 91.
FIG. 5 is a table showing antireflection properties of a substrate that varies with protrusions of various size ranges. FIG.
6 is a graph showing the transmittance of a substrate having a mask having the same distribution but different sizes. D1, D2, and D3 mean substrates having nanomasks of type 1, type 2, and type 3 protrusions in the table shown in FIG. 5, respectively.
7A is a graph showing transmittance of a substrate on which masks having different distributions and sizes are formed. D1, D2 and D3 are the same as described above, and the enlarged graph in the region (Region (I)) having a wavelength lower than that of the reference wavelength 500 to 550 nm is shown in FIG. The enlarged graph in)) is FIG. 7C.
8 is a schematic diagram representing a state and a monitoring method of the in-situ monitoring device 70 installed in the etch chamber 30.
9 is a schematic diagram showing the principle of monitoring the degree of etching of the substrate by the in-situ monitoring device 70 installed in the etch chamber 30.
FIG. 10 is a spectrum of monitoring the intensity of light measured by the detector 72 of the in-situ monitoring device 70 in the pre-etching step, the intermediate step, and the finishing step of FIG. 9.
11 is a schematic diagram showing the state of the etch chamber 30 equipped with the in-situ plasma monitoring device 80.
FIG. 12 is a graph showing the spectrum of light emitted from the plasma 31 light source measured by the in situ plasma monitoring apparatus 80.
FIG. 13: is a schematic diagram which shows the installation direction of the in situ plasma monitoring apparatus 80, and shows the horizontal direction and the longitudinal direction of a board | substrate, and the height direction between the anode and cathode of the plasma 31. As shown in FIG.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Prior to the description, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and should be construed in accordance with the technical concept of the present invention.

먼저, 본 발명은 바람직한 일 실시예에 따라 기판의 표면에 나노 패턴을 형성시키기 위한 나노 패터닝 장치에 있어서, 피가공물인 기판이 공정으로 투입되는 로드락 챔버(10), 상기 로드락 챔버(10)로부터 배출된 기판이 투입되고, 상기 기판의 표면에 스퍼터링(sputtering) 방식으로 나노 마스크를 형성시키는 스퍼터 챔버(20), 표면에 나노 마스크가 형성된 기판이 투입되고, 상기 기판의 표면을 식각하여 나노 패턴을 형성시키는 에치 챔버(30) 및 나노 패턴이 형성된 기판을 장치 외부로 배출하는 언로드락 챔버(40)를 포함하며, 상기 챔버들이 하나의 인라인(In-line) 설비로 연결되어 상기 로드락 챔버(10)로 투입된 기판이 연속적으로 상기 스퍼터 챔버(20) 및 에치 챔버(30)를 거쳐 상기 언로드락 챔버(40)에서 배출되는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치를 제공한다.First, the present invention is a nano-patterning apparatus for forming a nano-pattern on the surface of the substrate according to a preferred embodiment, the load lock chamber 10, the load lock chamber 10 is a substrate to be processed is introduced into the process A substrate discharged from the substrate is injected, a sputter chamber 20 for forming a nano mask on the surface of the substrate by sputtering, a substrate on which a nano mask is formed is introduced, and the surface of the substrate is etched to form a nano pattern. And an unload lock chamber 40 for discharging the substrate having the nano-pattern formed thereon to the outside of the device, wherein the chambers are connected to one in-line facility so that the load lock chamber ( 10) the in-line nano patterning field, characterized in that the substrate is continuously discharged from the unload lock chamber 40 via the sputter chamber 20 and the etch chamber 30. It provides.

도 1에 도시된 바와 같이, 상술한 인라인 나노 패터닝 장치의 기본적인 구성은 로드락 챔버(Load Lock Chamber), 스퍼터 챔버(Sputter Chambber), 에치 챔버(Etch Chamber) 및 언로드락 챔버(Unload Lock Chamber)이다.As shown in FIG. 1, the basic configuration of the above-described inline nano patterning device is a load lock chamber, a sputter chamber, an etch chamber, and an unload lock chamber. .

이러한 장치를 통하여 나노 마스크 형성을 위한 스퍼터 공정과 기판을 식각하는 에치 공정순으로 기판의 표면 가공이 진행되며, 이를 연속적으로 수행할 수 있도록 인라인 설비를 도입함으로써 반사 방지(AR)를 위한 기판의 양산성을 확보할 수 있다. 그러나 상술한 인라인 나노 패터닝 장치는 반사 방지 표면을 구현하기 위한 기판의 가공에 한정되지 아니하고, 다양한 나노 패터닝을 통한 기판 표면 가공 기술에 적용될 수 있다.Through this device, the surface processing of the substrate proceeds in the order of the sputter process for forming the nano mask and the etching process for etching the substrate, and the mass production of the substrate for reflection prevention (AR) is introduced by introducing an inline facility to continuously perform the process. Can be secured. However, the above-described inline nano patterning device is not limited to the processing of the substrate for implementing the anti-reflection surface, and may be applied to the substrate surface processing technology through various nano patterning.

상기 챔버들의 인라인화(化)를 위한 인라인 설비는 기본적으로 챔버들 사이 또는 내부에서 기판을 이송시키는 기판이송수단, 이를 구동시키는 구동 수단, 기판이송수단 상단에서의 기판의 위치를 감지하는 감지수단 및 감지수단의 감지를 통해 구동수단을 제어하는 제어수단을 구비한다.In-line equipment for inlining the chambers is basically a substrate transfer means for transferring the substrate between or within the chamber, the driving means for driving it, the sensing means for detecting the position of the substrate on top of the substrate transfer means; Control means for controlling the drive means through the detection of the sensing means.

상기 기판이송수단(100) 상에는 기판이 위치하는 소정의 영역에 지지부재(110)가 구비되어 있으며 기판을 가열하여 기판의 온도를 조절하는 가열수단이 존재하게 된다. 이때 상기 지지부재(110)는 투명한 재질이나 불투명한 재질을 공히 사용할 수 있는데, 불투명한 재질의 지지부재(110)를 사용하는 경우에는 후술할 인시츄 모니터링 장치를 운용하는데 있어서 기판을 경계로 일측에서 조사되어 기판을 투과하는 빛을 반대편에 설치된 디텍터에서 수용할 수 없게되므로, 불투명한 지지부재(110) 소정의 영역에 다수의 구멍(111)이 형성되어 이를 통해 투과된 빛을 디텍터에서 수용할 수 있도록 해야 한다. 이에 대한 모식도가 도 2 및 도 3에 도시되어 있다.On the substrate transfer means 100, the support member 110 is provided in a predetermined region where the substrate is located, and there is a heating means for controlling the temperature of the substrate by heating the substrate. In this case, the support member 110 may use a transparent material or an opaque material. In the case of using the support member 110 of the opaque material, the support member 110 may be used at one side of the substrate in the in-situ monitoring device to be described later. Since the light transmitted through the substrate cannot be received by the detector installed on the opposite side, a plurality of holes 111 are formed in a predetermined region of the opaque support member 110 to receive the light transmitted through the detector. It should be. A schematic diagram of this is shown in FIGS. 2 and 3.

한편, 각 챔버 사이에는 공정의 안정화, 공정시간 제어, 공정가스 혼입에 의한 오염 방지 등을 위하여 경우에 따라 각 챔버 사이에 하나 이상의 버퍼 챔버(50)를 구비하는 것이 바람직하다. 또한 각 챔버 간, 특히 스퍼터 챔버와 에치 챔버 간에 택트 타임(tact time) 즉, 요구하는 생산목표를 달성하기 위하여 제품 하나를 생산하는데 필요한 시간이 상이한 경우에 상대적으로 택트 타임이 긴 공정에 해당되는 챔버는 2개 이상의 동일한 챔버를 병렬적으로 연결하여 공정을 구동함으로써 인라인 공정의 효율을 극대화할 수 있다.On the other hand, it is preferable to provide one or more buffer chambers 50 between the chambers between the chambers in order to stabilize the process, to control the process time, to prevent contamination by mixing the process gas. In addition, the chamber corresponds to a process with a longer tact time when the tact time, i.e., between the sputter chamber and the etch chamber, differs in the time required to produce one product in order to achieve the required production target. By connecting two or more identical chambers in parallel to drive the process, the efficiency of the inline process can be maximized.

또, 종래의 상기 스퍼터 챔버(20) 내부에서 기판 표면에의 스퍼터링(sputtering) 공정은 챔버 내부에서 기판이 이동하면서 이루어지는 형식을 취하지만, 본 발명은 바람직한 일 실시예에 따라 챔버 내부에서 스퍼터 타겟(sputter target)이 이동되면서 스퍼터링이 이루어질 수 있다. In addition, the conventional sputtering process on the surface of the substrate in the sputter chamber 20 takes the form of moving the substrate inside the chamber, but the present invention is a sputter target in the chamber according to a preferred embodiment ( Sputtering may be performed while the sputter target is moved.

종래의 방식과 동일하게 기판이송수단(100)을 통하여 기판이 챔버 내부에서 이동하면서 스퍼터링이 이루어질 수 있지만, 상술한 바와 같이 기판이 이동하는 것이 아닌 스퍼터 타겟이 이동하면서 기판 표면에의 스퍼터링 공정이 이루어지게 되면 스퍼터 챔버(20)의 크기를 줄여 공간 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다. 이에 대한 모식도가 도 4a에 도시되어 있다.
As in the conventional method, sputtering may be performed while the substrate is moved inside the chamber through the substrate transfer means 100, but as described above, the sputtering process is performed on the surface of the substrate while the sputter target is not moving. If it is, the size of the sputter chamber 20 is reduced to increase the space utilization. A schematic diagram of this is shown in FIG. 4A.

상기 스퍼터 챔버(20) 또는 에치 챔버(30)에는 공정의 안정성과 재현성을 제어하기 위하여 공정 내부에서 실시간으로 공정 상황을 모니터링하는 인시츄(In-situ) 모니터링 장치(60,70)를 더 포함할 수 있다. 이를 통하여 실시간으로 스퍼터링 또는 에칭의 정도를 파악함으로써 공정을 최적화하여 제품의 생산성을 개선할 수 있다.The sputter chamber 20 or the etch chamber 30 may further include an in-situ monitoring device 60, 70 for monitoring the process status in real time in the process to control the stability and reproducibility of the process. Can be. This can optimize the process by identifying the degree of sputtering or etching in real time to improve product productivity.

이때 본 발명의 인시츄 모니터링 장치(60,70)는 바람직한 일 실시예에 따라 피가공물인 기판의 표면으로 빛을 조사하는 하나 이상의 광원(61,71)과 광원으로부터 조사되어 기판에 투과되거나 기판의 표면에서 반사되는 빛을 수용하여 빛의 세기를 실시간으로 모니터링하는 디텍터(62,72)로 구성될 수 있다.At this time, the in-situ monitoring device (60, 70) of the present invention is irradiated from the light source and the one or more light sources (61, 71) for irradiating light to the surface of the substrate to be processed according to a preferred embodiment is transmitted to the substrate or The detectors 62 and 72 may be configured to receive light reflected from a surface and monitor light intensity in real time.

또한, 상기 광원(61,71) 또는 디텍터(62,72)가 설치되는 챔버 외부 소정의 영역에는 챔버의 벽면에 광 수용부(90)가 구비될 수 있으며, 바람직한 일 실시예에 따라 상기 광 수용부(90)는 챔버의 내부와 외부의 경계면에 구비되어 광원(61,71)으로부터 방출되는 빛이나 기판에 투과되거나 반사되는 빛을 수용하는 윈도우(91) 및 광원(61,71)으로부터 방출되는 빛의 직진성을 향상시키거나, 다른 빛에 의한 간섭을 최소화하여 노이즈(noise) 없이 상기 기판에 투과되거나 반사되는 빛을 모니터링하기 위한 광 가이드(92)를 포함할 수 있다.In addition, the light receiving unit 90 may be provided on a wall of the chamber in a predetermined area outside the chamber in which the light sources 61 and 71 or the detectors 62 and 72 are installed. The unit 90 is provided at the interface between the inside and the outside of the chamber and is emitted from the window 91 and the light sources 61 and 71 for receiving the light emitted from the light sources 61 and 71 or the light transmitted or reflected on the substrate. A light guide 92 may be included for monitoring the light transmitted or reflected on the substrate without noise by improving the linearity of the light or minimizing interference by other light.

이때, 광 가이드(92)는 윈도우(91)와 광원(61,71) 또는 윈도우(91)와 디텍터(62,72) 사이에 설치되는 것이 바람직하며, 이에 더하여 상기 윈도우(91)의 챔버 내측방향으로 설치되는 것이 더욱 바람직하다. 이에 대한 모식도가 도 4b에 도시되어 있다.In this case, the light guide 92 may be installed between the window 91 and the light sources 61 and 71 or between the window 91 and the detectors 62 and 72. In addition, the light guide 92 may be disposed in the chamber inward direction of the window 91. It is more preferable to install. A schematic diagram of this is shown in FIG. 4B.

상기 윈도우(91)는 챔버의 외부와 내부의 경계가 되는 챔버의 벽면에 구비되며, 빛에 대한 투과도가 높은 광학용 유리 내지 렌즈로 구성되는 것이 바람직하고, 진공 챔버의 벽면으로서의 강도를 유지하기 위하여 10~30 mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.The window 91 is provided on the wall surface of the chamber which is a boundary between the outside and the inside of the chamber, and is preferably composed of optical glass or lens having high transmittance to light, and in order to maintain the strength as the wall surface of the vacuum chamber. It is preferred to have a thickness of 10-30 mm.

또한, 상기 광 가이드(92)는 모니터링의 대상이 되는 빛 이외의 빛에 의한 간섭을 줄여 노이즈를 최소화하기 위하여 윈도우(91)를 통해 수용되는 빛을 손실 없이 디텍터(62,72)로 유도하는 역할을 수행한다. 이를 위하여 슬릿(slit)이나 홀(hole)의 형태를 취하는 것이 바람직하고, 일 실시예에 따라 광 섬유와 같은 물질이 차용될 수 있다.In addition, the light guide 92 guides the light received through the window 91 to the detectors 62 and 72 without loss in order to minimize noise by reducing interference by light other than the light to be monitored. Do this. To this end, it is preferable to take the form of a slit or a hole, and according to an embodiment, a material such as an optical fiber may be borrowed.

한편, 디텍터(62,72)로는 상대적인 광 투과율의 변화를 측정하거나 광 파장의 스펙트럼을 측정하는 등의 사용 용도 내지 목적에 따라 다양한 광학 분석기가 사용될 수 있다. 바람직한 일 실시예로서 발광 분석기(Optical Emission Spectroscopy, OES) 또는 투과도/반사도를 측정하는 분광 광도계(Spectrophotometer) 등이 차용될 수 있다.On the other hand, as the detectors 62 and 72, various optical analyzers may be used depending on the use purpose or purpose of measuring a change in relative light transmittance or measuring a spectrum of an optical wavelength. As a preferred embodiment, an optical emission spectroscopy (OES) or a spectrophotometer for measuring transmittance / reflection may be borrowed.

또, 상기 디텍터(62,72)와 광원(61,71)은 전체 공정의 규모나 크기 및 처리되는 기판의 크기 등에 따라 기판의 가로와 세로 방향으로 다수 개가 설치되는 것이 바람직하다. 이로써 모니터링의 정확성을 높일 수 있으며 균일성(uniformity)을 관찰하거나 제어할 수 있다.
In addition, it is preferable that a plurality of detectors 62 and 72 and light sources 61 and 71 be provided in the horizontal and vertical directions of the substrate according to the size and size of the entire process and the size of the substrate to be processed. This increases the accuracy of the monitoring and allows you to observe or control uniformity.

이하 스퍼터 챔버(20)에 구비되는 인시츄 모니터링 장치(60)에 대하여 설명한다. 이에 대한 모식도는 도 4a에 도시되어 있다. 스퍼터 챔버(20)에서는 기판의 표면에 스퍼터링(sputtering) 방식에 의해 나노 마스크가 형성되는데, 이때 형성되는 나노 마스크의 크기나 분포를 제어하기 위하여 상기 인시츄 모니터리 장치(60)를 활용할 수 있다.Hereinafter, the in-situ monitoring device 60 provided in the sputter chamber 20 will be described. A schematic diagram of this is shown in FIG. 4A. In the sputter chamber 20, a nano mask is formed on a surface of a substrate by a sputtering method, and the in-situ monitoring device 60 may be used to control the size or distribution of the nano mask to be formed.

기판의 표면에 나노 패턴이 형성되거나 나노 마스크가 증착되어 생기는 나노 돌기의 크기나 분포에 따라 반사 방지 특성에 차이가 생긴다. 도 5에 도시된 표를 참고하면 크기 50~150nm의 돌기를 제1형 돌기(D1), 크기 150~300nm의 돌기를 제2형 돌기(D2), 크기 300~1000nm의 돌기를 제3형 돌기(D3), 크기 1000nm 이상의 돌기를 제4형 돌기(D4)라고 할 때, 돌기의 크기가 커질수록 투과되는 빛의 파장이 길어지는 특성을 보인다. The antireflection property is different depending on the size or distribution of the nano protrusions formed by forming a nano pattern on the surface of the substrate or by depositing a nano mask. Referring to the table shown in FIG. 5, the protrusion of the size 50-150 nm is the first type protrusion D1, the protrusion of the size 150-300 nm is the second type protrusion D2, and the protrusion of the size 300-1000 nm is the third type protrusion. (D3) When a projection having a size of 1000 nm or more is referred to as a fourth type projection (D4), the larger the size of the projection, the longer the wavelength of transmitted light is exhibited.

또한, 도 6을 참고하면 동일한 분포를 갖지만 D1 내지 D2 형태의 다양한 크기의 나노 마스크를 기판의 표면에 형성시켰을 때 기판을 투과하는 빛의 투과율 차이를 볼 수 있다. 550nm를 기준 파장이라 할 때 D1 돌기가 형성된 기판의 투과율은 46%, D2는 38%, D3는 35%의 값을 보이는 것을 확인할 수 있다.In addition, referring to FIG. 6, when the nanomasks having the same distribution but having various sizes of the D1 to D2 shapes are formed on the surface of the substrate, a difference in transmittance of light passing through the substrate may be seen. When 550 nm is the reference wavelength, the transmittance of the substrate on which the D1 protrusion is formed is 46%, D2 is 38%, and D3 is 35%.

상술한 바와 같은 기판의 표면에 형성되는 나노 마스크의 크기나 분포의 차이에 따라 투과되거나 반사되는 빛의 세기가 변화하는 특성을 이용하여, 도 4a에 도시된 바와 같이 스퍼터링 공정으로 나노 마스크가 표면에 형성된 기판에 광원(61)으로부터 방출되는 빛을 조사하고 기판에 투과되거나 반사되는 빛을 여러 각도에 배치된 디텍터(62)에서 수용하여 스펙트럼 내지 투과율의 변화를 분석함으로써 기판의 표면에 형성되는 나노 마스크의 크기와 분포를 제어할 수 있다.The nanomask is formed on the surface by a sputtering process, as shown in FIG. 4A, by using a property of changing the intensity of light transmitted or reflected according to a difference in the size or distribution of the nanomask formed on the surface of the substrate as described above. The nanomask formed on the surface of the substrate by irradiating the light emitted from the light source 61 to the formed substrate and receiving the light transmitted or reflected on the substrate in the detector 62 disposed at various angles and analyzing the change in spectrum or transmittance. You can control the size and distribution of.

이때 전 파장의 영역에 걸쳐서 빛의 세기 차이를 분석하는 것이 바람직하며, 500~550nm의 파장을 기준 파장으로 설정하고 단파장 영역과 장파장 영역에서 기판에 투과되거나 반사되는 빛의 세기 차이를 분석함으로써 보다 효과적으로 공정을 제어할 수 있다.In this case, it is desirable to analyze the difference in light intensity over the entire wavelength range, and more effectively by setting the wavelength of 500 to 550 nm as the reference wavelength and analyzing the difference in the intensity of light transmitted or reflected by the substrate in the short wavelength region and the long wavelength region. The process can be controlled.

도 7a 내지 7c에 도시된 바와 같이, 상대적으로 작은 크기인 D1~D2 크기의 나노 마스크가 형성된 기판의 경우 상대적으로 큰 크기인 D2~D3 크기의 나노 마스크가 형성된 기판과 비교하였을 때, Region(I) 즉, 단파장 영역에서는 투과율이 더 높게 나타나지만, Region(II) 즉, 장파장 영역에서는 투과율이 더 낮게 나타나는 것을 볼 수 있다.As shown in FIGS. 7A to 7C, in the case of a substrate on which a nano mask having a size D1 to D2, which is relatively small, is formed, a region (I That is, although the transmittance is higher in the short wavelength region, the transmittance is lower in the region (II), that is, the longer wavelength region.

한편, 투명한 기판을 피가공물로 사용하는 경우에는 기판에 투과되거나 반사되는 빛이 모두 존재하므로 다각도로 이러한 빛의 세기 차이를 분석할 수 있지만, 불투명한 기판을 피가공물로 사용하는 경우에는 기판에 투과되는 빛이 없기 때문에 기판에 반사되는 빛의 스펙트럼을 분석하여 공정을 제어해야 한다.
On the other hand, when a transparent substrate is used as a work piece, all the light transmitted or reflected on the substrate exists so that the difference in intensity of light can be analyzed at various angles. Since there is no light, the process must be controlled by analyzing the spectrum of light reflected off the substrate.

이하 에치 챔버(30)에 구비되는 인시츄 모니터링 장치(70)에 대하여 설명한다. 이에 대한 모식도는 도 8에 도시되어 있다. 에치 챔버(30)에서는 스퍼터 챔버(20)에서 기판의 표면에 형성된 나노 마스크를 활용하여 기판의 표면을 식각함으로써 나노 패턴을 형성시키는 공정을 수행한다. 이때 식각이 진행된 정도를 실시간으로 모니터링하고 이를 기초로 공정을 제어함으로써 공정을 최적화하고 양산성을 확보하는데 상기 인시츄 모니터링 장치(70)가 활용된다.Hereinafter, the in-situ monitoring device 70 provided in the etch chamber 30 will be described. A schematic diagram of this is shown in FIG. 8. In the etch chamber 30, the nanopattern is formed by etching the surface of the substrate using the nanomask formed on the surface of the substrate in the sputter chamber 20. At this time, the in-situ monitoring device 70 is utilized to optimize the process and secure mass production by monitoring the degree of etching progress in real time and controlling the process based on the process.

투명한 기판의 표면에 나노 돌기가 형성되는 경우 기판의 측면으로 유입되는 빛이 나노 돌기에 의해 산란되어 면 발광 특성을 보이는 투명 기판을 얻을 수 있게 된다. 본 출원인은 이러한 나노 돌기 형성의 따른 면 발광 투명 기판을 착안하여 특허출원한 바 있다.(특허출원 제2013-0041459호) 이러한 면 발광 특성을 역발상하여 표면에 나노 돌기가 형성된 기판의 표면에 광원으로부터 빛이 조사되면 기판의 측면으로 빛이 방출된다는 것을 착안하였고, 방출되는 빛의 스펙트럼 내지 투과율의 변화를 인시츄 모니터링 장치(70)의 디텍터(72)를 통하여 실시간으로 측정/분석함으로써 에치 챔버(30)에서 수행되는 공정을 효과적으로 제어할 수 있게 되었다. When the nano protrusions are formed on the surface of the transparent substrate, light flowing into the side surface of the substrate is scattered by the nano protrusions, thereby obtaining a transparent substrate having surface emission characteristics. The present applicant has filed a patent application on the surface-emitting transparent substrate resulting from the formation of the nano-projections. It was conceived that when light is emitted from the side of the substrate, light is emitted to the side of the substrate, and the change in the spectrum or transmittance of the emitted light is measured / analyzed through the detector 72 of the in situ monitoring device 70 in real time. It is possible to effectively control the process performed in 30).

더욱 자세하게는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 기판의 표면이 식각된 정도가 클수록, 나노 돌기에 따라 빛이 산란되는 정도가 커져 기판의 측면에서 방출되는 광량이 많아진다. 이러한 특성을 이용하여 식각 공정의 진행 정도를 기판의 측면으로부터 방출되는 플라즈마 스펙트럼의 세기를 분석하여 식각 공정을 효과적으로 제어할 수 있게 된다.More specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, the greater the degree of etching of the surface of the substrate, the greater the amount of light scattered according to the nano-protrusions, thereby increasing the amount of light emitted from the side of the substrate. By using such a characteristic, the progress of the etching process may be analyzed to effectively control the etching process by analyzing the intensity of the plasma spectrum emitted from the side of the substrate.

다만, 도 8을 참고할 때 플라즈마(31)를 이용한 식각 공정의 경우 플라즈마(31) 형성을 위해 양극(anode)과 음극(cathode)이 기판을 사이에 두고 가까이 위치하게 되므로, 별도의 광원을 사용하게 될 경우 기판의 표면 전체에 걸쳐 효과적으로 빛을 조사하는 것이 어렵게 되어 전체적인 균일성을 측정하는데 곤란한 문제가 있다. 또한, 이를 해결하기 위하여 양극과 음극 자체를 특수 가공(예컨대 도 8에 도시된 바와 같이 양극과 음극에 빛을 통과시키기 위한 홀(hole) 형태의 이격부를 구비하는 등)하거나 양극과 음극 사이에 입사각 확보를 위해 별도의 장치를 마련하는 것은 효율성, 경제성의 문제가 있다.However, referring to FIG. 8, in the case of the etching process using the plasma 31, an anode and a cathode are positioned close to each other with a substrate therebetween to form the plasma 31, so that a separate light source is used. In this case, it is difficult to effectively radiate light over the entire surface of the substrate, which makes it difficult to measure the overall uniformity. In order to solve this problem, the anode and the cathode itself may be specially processed (for example, having a hole-shaped separation part for passing light through the anode and the cathode, as shown in FIG. 8), or the angle of incidence between the anode and the cathode. Providing a separate device for securing is a problem of efficiency and economics.

따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 에치 챔버(30)에서 식각을 위해 발생시킨 플라즈마(31) 자체를 인시츄 모니터링 장치(70)의 광원으로 활용하여 플라즈마(31)로부터 기판에 조사된 빛이 기판의 표면에 형성된 나노 패턴과 기판의 밑면에 의해 산란되어 측면으로 방출되는 것을 디텍터(72)를 통해 실시간으로 측정/분석함으로써 상술한 바와 같은 모니터링을 구현할 수 있다.Therefore, in order to solve such a problem, the light emitted from the plasma 31 to the substrate by using the plasma 31 itself generated for etching in the etch chamber 30 as a light source of the in-situ monitoring device 70 is applied to the surface of the substrate. Monitoring as described above may be implemented by measuring / analyzing in real time through the detector 72 that is scattered by the nano-pattern formed in the substrate and the bottom surface of the substrate and emitted to the side.

이 경우, 별도의 광원을 사용하는 것과 달리 플라즈마(31) 자체를 광원으로 활용하게 되므로 플라즈마 광원의 안정성과 재현성을 확보하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 플라즈마 광원으로부터 방출되는 빛의 스펙트럼을 디텍터(81)를 통하여 모니터링하는 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)를 더 포함할 수 있다. 도 11에 에치 챔버에 구비되는 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)가 도시되어 있다.In this case, unlike using a separate light source, since the plasma 31 itself is used as a light source, in order to secure stability and reproducibility of the plasma light source, the spectrum of the light emitted from the plasma light source according to an exemplary embodiment of the present invention is used. It may further include an in-situ plasma monitoring device 80 for monitoring through the detector 81. 11 shows an in situ plasma monitoring device 80 provided in the etch chamber.

상술한 바와 같이 플라즈마 광원을 모니터링함으로써 기판의 식각에 필요한 반응 입자를 제어하고 안정적인 플라즈마 상태를 유지할 수 있게 된다. 예컨대, 식각 공정에 CHF3, Ar, O2 가스를 사용하는 경우 플라즈마 내에 존재하는 F, Ar, O, H 등이 방출하는 빛을 모니터링함으로써 식각 공정을 효과적으로 제어할 수 있다. 도 12를 참고할 때 플라즈마 광원에서 방출되는 빛의 주요 파장인 Ar(450.9nm), H(486.4nm), F(685.2nm), O(715.6nm) 및 N(388.5nm) 등의 스펙트럼을 모니터링하게 된다.By monitoring the plasma light source as described above, it is possible to control the reaction particles required for etching the substrate and maintain a stable plasma state. For example, when the CHF 3 , Ar, O 2 gas is used in the etching process, the etching process may be effectively controlled by monitoring the light emitted from F, Ar, O, H, etc. present in the plasma. Referring to FIG. 12, the spectrums of Ar (450.9 nm), H (486.4 nm), F (685.2 nm), O (715.6 nm), and N (388.5 nm), which are the main wavelengths of light emitted from the plasma light source, can be monitored. do.

한편, 상기 디텍터(81)가 설치되는 챔버 외부 소정의 영역에는 챔버의 벽면에 광 수용부(90)가 구비될 수 있으며, 바람직한 일 실시예에 따라 상기 광 수용부(90)는 챔버의 내부와 외부의 경계면에 구비되어 상기 플라즈마(31)로부터 방출되는 빛을 수용하는 윈도우(91) 및 다른 빛에 의한 간섭을 최소화하여 노이즈(noise) 없이 상기 플라즈마(31)에서 방출되는 빛을 모니터링하기 위한 광 가이드(92)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the light receiving unit 90 may be provided on a wall surface of the chamber in a predetermined area outside the chamber in which the detector 81 is installed. According to a preferred embodiment, the light receiving unit 90 may be formed in the chamber. Light for monitoring the light emitted from the plasma 31 without noise by minimizing interference by the window 91 and other light provided at an external interface to receive the light emitted from the plasma 31. Guide 92 may be included.

이때, 광 가이드(92)는 윈도우(91)와 디텍터(81) 사이에 설치되는 것이 바람직하며, 이에 더하여 상기 윈도우(91)의 챔버 내측방향으로 설치되는 것이 더욱 바람직하다. 이에 대한 모식도가 도 4b에 도시되어 있다.In this case, the light guide 92 is preferably installed between the window 91 and the detector 81, and more preferably, is installed in the chamber inner direction of the window 91. A schematic diagram of this is shown in FIG. 4B.

상기 윈도우(91)는 챔버의 외부와 내부의 경계가 되는 챔버의 벽면에 구비되며, 빛에 대한 투과도가 높은 광학용 유리 내지 렌즈로 구성되는 것이 바람직하고, 진공 챔버의 벽면으로서의 강도를 유지하기 위하여 10~30 mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.The window 91 is provided on the wall surface of the chamber which is a boundary between the outside and the inside of the chamber, and is preferably composed of optical glass or lens having high transmittance to light, and in order to maintain the strength as the wall surface of the vacuum chamber. It is preferred to have a thickness of 10-30 mm.

또한, 상기 광 가이드(92)는 플라즈마(31)로부터 방출되는 빛 이외의 빛에 의한 간섭을 줄여 노이즈를 최소화하기 위하여 윈도우(91)를 통해 수용되는 빛을 손실 없이 디텍터(81)로 유도하는 역할을 수행한다. 이를 위하여 슬릿(slit)이나 홀(hole)의 형태를 취하는 것이 바람직하고, 일 실시예에 따라 광 섬유와 같은 물질이 차용될 수 있다.In addition, the light guide 92 guides the light received through the window 91 to the detector 81 without loss in order to minimize interference by light other than the light emitted from the plasma 31 to minimize noise. Do this. To this end, it is preferable to take the form of a slit or a hole, and according to an embodiment, a material such as an optical fiber may be borrowed.

또한, 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)의 디텍터(81)는 전체 공정의 규모, 크기 및 처리되는 기판의 크기 등에 따라 기판의 가로와 세로 방향 및 플라즈마(31)의 양극과 음극 사이의 높이 방향(도 13의 x,y,z 방향)으로 다수 개가 설치됨으로써 모니터링의 정확성을 높이고 전체적인 균일성을 제어할 수 있게 된다.In addition, the detector 81 of the in-situ plasma monitoring apparatus 80 has a horizontal direction and a longitudinal direction of the substrate and a height direction between the anode and the cathode of the plasma 31 according to the size, size of the entire process, and the size of the substrate to be processed. By installing a plurality in the x, y, z direction of Figure 13 it is possible to increase the accuracy of the monitoring and control the overall uniformity.

한편, 투명한 기판을 피가공물로 사용하는 경우에는 기판의 측면으로부터 방출되는 빛의 스펙트럼을 분석할 수 있지만, 불투명한 기판을 피가공물로 사용하는 경우에는 기판에 투과되어 측면으로 방출되는 빛이 없기 때문에 기판에 반사되는 빛의 세기 분석하여 공정을 제어해야 한다. 따라서 이 경우 양극과 음극 사이에 입사각 확보를 위한 별도의 장치와 별도의 광원을 마련하여 이에 따라 반사되는 빛의 세기를 분석하여야 한다. 상술한 바와 같이 이에 대한 모식도가 도 8에 도시되어 있다.
On the other hand, when a transparent substrate is used as a workpiece, the spectrum of light emitted from the side of the substrate can be analyzed. However, when an opaque substrate is used as the workpiece, there is no light transmitted through the substrate and emitted to the side. The process should be controlled by analyzing the intensity of the light reflected on the substrate. Therefore, in this case, a separate device and a separate light source must be provided between the anode and the cathode to secure an incident angle to analyze the intensity of the reflected light. As described above, a schematic diagram thereof is shown in FIG. 8.

본 발명은 바람직한 일 실시예에 따라 상술한 바와 같은 인라인 나노 패터닝 장치를 이용하여 제조되며 기판의 표면에 반사 방지를 구현하기 위한 나노 스케일의 돌기가 형성된 반사 방지 기판을 제공한다.The present invention provides an anti-reflective substrate prepared by using the in-line nano patterning device as described above according to a preferred embodiment and formed with nano-scale protrusions on the surface of the substrate to implement anti-reflection.

상기 나노 스케일의 돌기는 바람직한 일 실시예에 따라 상술한 D1 내지 D4 크기 범위 중 적어도 어느 하나 이상의 크기 범위의 돌기가 혼재된 형태로 형성시킬 수 있으며 이를 통하여 광범위한 파장 영역대에서의 반사 방지를 구현할 수 있게 된다.The nano-scale protrusions may be formed in a form in which protrusions of at least one or more size ranges of the above-described D1 to D4 size ranges are mixed according to a preferred embodiment, thereby realizing anti-reflection in a wide range of wavelengths. Will be.

이러한 다양한 크기의 돌기가 혼재된 구조를 형성시키기 위해서는, 상술한 바와 같이 스퍼터 챔버(20)에서의 인시츄 모니터링 장치(60)를 이용하여 기판의 표면에 형성되는 나노 마스크의 크기와 분포를 제어하고, 에치 챔버(30)에서의 인시츄 모니터링 장치(70) 및 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)를 이용하여 플라즈마의 반응 입자와 기판의 표면이 식각되는 정도를 제어하는 것이 바람직하다.
In order to form a structure in which the projections of various sizes are mixed, the size and distribution of the nanomasks formed on the surface of the substrate are controlled using the in-situ monitoring device 60 in the sputter chamber 20 as described above. In addition, the in-situ monitoring device 70 and the in-situ plasma monitoring device 80 in the etch chamber 30 may be used to control the degree to which the reaction particles of the plasma and the surface of the substrate are etched.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific embodiment and description, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention as claimed in the claims. And such modifications are within the scope of protection of the present invention.

10 : 로드락 챔버(Load Lock Chamber)
20 : 스퍼터 챔버(Sputter Chamber)
30 : 에치 챔버(Etch Chamber)
31 : 플라즈마
40 : 언로드락 챔버(Unload Lock Chamber)
60 : 스퍼터 챔버(20)에 설치되는 인시츄 모니터링 장치
61 : 스퍼터 챔버(20)에 설치되는 광원
62 : 스퍼터 챔버(20)에 설치되는 디텍터
70 : 에치 챔버(30)에 설치되는 인시츄 모니터링 장치
71 : 에치 챔버(30)에 설치되는 광원
72 : 에치 챔버(30)에 설치되는 디텍터
80 : 에치 챔버(30)에 설치되는 인시츄 플라즈마 모니터링 장치
81 : 에치 챔버(30)에 설치되는 디텍터
90 : 스퍼터 챔버(20) 및 에치 챔버(30)의 챔버 벽면에 설치되는 광 수용부
91 : 광 수용부(90)에 구비되는 윈도우
92 : 광 수용부(90)에 구비되는 광 가이드
100 : 기판이송수단
110 : 지지부재
111 : 구멍
10: Load Lock Chamber
20: Sputter Chamber
30: Etch Chamber
31: plasma
40: Unload Lock Chamber
60: in-situ monitoring device installed in the sputter chamber 20
61: a light source installed in the sputter chamber 20
62: a detector installed in the sputter chamber 20
70: in-situ monitoring device installed in the etch chamber 30
71: a light source installed in the etch chamber 30
72: a detector installed in the etch chamber 30
80: in-situ plasma monitoring device installed in the etch chamber 30
81: a detector installed in the etch chamber 30
90: light receiving portion provided on the chamber walls of the sputter chamber 20 and the etch chamber 30
91: window provided in the light receiving portion 90
92: a light guide provided in the light receiving portion 90
100: substrate transfer means
110: Support member
111: hole

Claims (24)

기판의 표면에 나노 패턴을 형성시키기 위한 나노 패터닝 장치에 있어서,
피가공물인 기판이 공정으로 투입되는 로드락 챔버(10);
상기 로드락 챔버(10)로부터 배출된 기판이 투입되고, 상기 기판의 표면에 스퍼터링(sputtering) 방식으로 나노 마스크를 형성시키는 스퍼터 챔버(20);
표면에 나노 마스크가 형성된 기판이 투입되고, 상기 기판의 표면을 식각하여 나노 패턴을 형성시키는 에치 챔버(30); 및
나노 패턴이 형성된 기판을 장치 외부로 배출하는 언로드락 챔버(40);
를 포함하며,
상기 챔버들이 하나의 인라인(In-line) 설비로 연결되어 상기 로드락 챔버(10)로 투입된 기판이 연속적으로 상기 스퍼터 챔버(20) 및 에치 챔버(30)를 거쳐 상기 언로드락 챔버(40)에서 배출되는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
In the nano patterning device for forming a nano pattern on the surface of the substrate,
A load lock chamber 10 into which a substrate to be processed is introduced into a process;
A sputter chamber 20 into which a substrate discharged from the load lock chamber 10 is introduced, and forms a nanomask on a surface of the substrate by a sputtering method;
A etch chamber 30 into which a nanomask is formed on a surface thereof, and etching the surface of the substrate to form a nanopattern; And
An unload lock chamber 40 for discharging the substrate on which the nanopattern is formed to the outside of the device;
Including;
The chambers are connected to one in-line facility so that the substrate introduced into the load lock chamber 10 is continuously passed through the sputter chamber 20 and the etch chamber 30 in the unload lock chamber 40. In-line nano patterning device, characterized in that the discharge.
제1항에 있어서,
상기 인라인 설비는,
상기 챔버들 사이 또는 내부에서 기판을 이송시키는 기판이송수단(100);
상기 기판이송수단을 구동시키는 구동 수단;
상기 기판이송수단 상에서 기판의 위치를 감지하는 감지수단; 및
상기 감지수단의 감지를 통해 상기 구동수단을 제어하는 제어수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
The method of claim 1,
The inline facility,
Substrate transfer means (100) for transferring a substrate between or within the chambers;
Drive means for driving the substrate transfer means;
Sensing means for sensing a position of the substrate on the substrate transfer means; And
Control means for controlling the driving means through sensing of the sensing means;
Inline nano-patterning device comprising a.
제2항에 있어서,
상기 기판이송수단(100)은,
피가공물인 기판이 상부에 위치하게 되는 지지부재(110); 및
상기 기판의 온도를 조절하기 위한 가열수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
3. The method of claim 2,
The substrate transfer means 100,
A support member 110 on which a substrate to be processed is positioned; And
Heating means for controlling the temperature of the substrate;
Inline nano-patterning device comprising a.
제3항에 있어서,
상기 지지부재(110)가 불투명한 경우 상기 지지부재(110)의 소정 영역에 다수의 구멍(111)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
The method of claim 3,
When the support member 110 is opaque, in-line nano patterning device, characterized in that a plurality of holes (111) are formed in a predetermined region of the support member (110).
제1항에 있어서,
상기 로드락 챔버(10), 스퍼터 챔버(20), 에치 챔버(30) 및 언로드락 챔버(40)의 공정시간을 제어하고 각 챔버간 공정가스 혼입에 의한 오염을 방지하기 위하여 각 챔버 사이에 하나 이상의 버퍼 챔버(50)가 구비되는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
The method of claim 1,
One between each chamber to control the process time of the load lock chamber 10, the sputter chamber 20, the etch chamber 30 and the unload lock chamber 40 and to prevent contamination due to mixing of process gases between the chambers Inline nano-patterning device, characterized in that the buffer chamber 50 or more.
제1항에 있어서,
각 챔버의 택트 타임(tact time)을 고려하여 상대적으로 택트 타임이 긴 공정은 동일한 2개 이상의 챔버를 병렬적으로 연결시켜 공정을 구동하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
The method of claim 1,
A process having a relatively long tact time in consideration of a tact time of each chamber is characterized in that the two or more chambers connected in parallel drive the process.
제1항에 있어서,
상기 스퍼터 챔버(20) 내부에서 기판 표면에의 스퍼터링(sputtering) 공정은 스퍼터 타겟(sputter target)이 이동되면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
The method of claim 1,
The sputtering process on the surface of the substrate in the sputter chamber 20 is carried out while the sputter target (sputter target) is moved, characterized in that the device.
제1항에 있어서,
상기 스퍼터 챔버(20) 또는 에치 챔버(30)에,
공정의 안정성 및 재현성을 제어하기 위하여 인시츄(in-situ) 모니터링 장치(60,70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
The method of claim 1,
In the sputter chamber 20 or the etch chamber 30,
In-line nano patterning device further comprises an in-situ monitoring device (60, 70) to control the stability and reproducibility of the process.
제8항에 있어서,
상기 인시츄 모니터링 장치(60,70)는,
피가공물인 기판의 표면으로 빛을 조사하는 하나 이상의 광원(61,71); 및
상기 광원으로부터 조사되어 상기 기판에 투과되거나 반사되는 빛의 세기(Intensity)를 실시간으로 모니터링 하는 디텍터(62,72);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
9. The method of claim 8,
The in situ monitoring device (60, 70),
One or more light sources 61 and 71 for irradiating light to the surface of the substrate as the workpiece; And
Detectors 62 and 72 for monitoring in real time the intensity of light emitted from the light source and transmitted or reflected on the substrate;
In-line nano patterning device comprising a.
제9항에 있어서,
상기 광원(61,71) 또는 디텍터(62,72)가 설치되는 챔버 소정의 영역에는 챔버의 벽면에 광 수용부(90)가 구비되는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
10. The method of claim 9,
In-line nano-patterning device, characterized in that the light receiving portion (90) is provided on the wall of the chamber in a predetermined region of the chamber in which the light source (61, 71) or the detector (62, 72) is installed.
제10항에 있어서,
상기 광 수용부(90)는,
챔버의 내부와 외부의 경계면에 구비되어 상기 광원(61,71)에서 방출되는 빛 또는 기판에 투과되거나 반사되는 빛을 수용하는 윈도우(91); 및
상기 광원(61,71)에서 챔버 내부로 방출되는 빛의 직진성을 향상시키거나, 다른 빛에 의한 간섭을 최소화하여 노이즈(noise) 없이 기판에 투과되거나 반사되는 빛을 모니터링하기 위한 광 가이드(92);
를 포함하고, 상기 광 가이드(92)는 상기 윈도우(91)와 광원(61,71) 또는 상기 윈도우(91)와 디텍터(62,72)의 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
The method of claim 10,
The light receiving unit 90,
A window 91 provided at an interface between the inside and the outside of the chamber to receive light emitted from the light sources 61 and 71 or light transmitted or reflected by the substrate; And
Light guide 92 for monitoring the light transmitted or reflected on the substrate without noise by improving the linearity of the light emitted from the light sources (61, 71) into the chamber, or by minimizing interference by other light ;
And the light guide (92) is installed between the window (91) and the light source (61,71) or between the window (91) and the detector (62,72).
제9항에 있어서,
상기 디텍터(62,72)와 광원(61,71)은 전체 공정의 규모, 장비의 크기 및 처리되는 기판의 크기에 따라 기판의 가로와 세로 방향으로 다수 개가 설치되는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
10. The method of claim 9,
The detectors 62 and 72 and the light sources 61 and 71 are provided in plurality in the horizontal and vertical directions of the substrate according to the size of the entire process, the size of the equipment and the size of the processed substrate. .
제8항에 있어서,
상기 스퍼터 챔버(20)에 설치되는 인시츄 모니터링 장치(60)에 있어서,
기판의 표면에 형성되는 나노 마스크의 크기 및 분포를 제어하기 위하여 광원(61)으로부터 피가공물인 기판의 표면으로 조사되어 기판에 투과되거나 반사되는 빛의 세기를 디텍터(62)를 통해 실시간으로 모니터링하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
9. The method of claim 8,
In the in-situ monitoring device 60 installed in the sputter chamber 20,
In order to control the size and distribution of the nano mask formed on the surface of the substrate, the intensity of light transmitted from the light source 61 to the surface of the substrate to be processed and transmitted or reflected on the substrate is monitored in real time through the detector 62. In-line nano patterning device, characterized in that.
제13항에 있어서,
크기와 분포가 다른 나노 마스크를 형성하기 위하여 상기 광원으로부터 상기 기판의 표면으로 조사되어 기판에 투과되거나 반사되는 빛의 세기 차이를 전 파장 영역에 걸쳐 분석하여 공정을 제어하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
The method of claim 13,
In-line nano-patterning, characterized in that the process is controlled by analyzing the intensity difference of light transmitted from the light source to the surface of the substrate and reflected or transmitted to the substrate to form a nanomask having a different size and distribution. Device.
제14항에 있어서,
500 ~ 550 nm의 파장을 기준으로 단파장 영역과 장파장 영역에서 상기 기판에 투과되거나 반사되는 빛의 세기 차이를 분석하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
15. The method of claim 14,
In-line nano patterning device, characterized in that for analyzing the difference in the intensity of light transmitted or reflected on the substrate in the short wavelength region and the long wavelength region based on the wavelength of 500 ~ 550 nm.
제8항에 있어서,
상기 에치 챔버(30)에 설치되는 인시츄 모니터링 장치(70)에 있어서,
기판의 표면의 식각이 진행된 정도를 모니터링하고 이를 제어하기 위하여 광원(71)으로부터 피가공물인 기판의 표면으로 조사되어 기판에 투과되거나 반사되는 빛의 스펙트럼을 디텍터(72)를 통해 실시간으로 모니터링하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
9. The method of claim 8,
In the in-situ monitoring device 70 is installed in the etch chamber 30,
In order to monitor and control the progress of the etching of the surface of the substrate, the detector 72 monitors the spectrum of light transmitted from the light source 71 to the surface of the workpiece and transmitted or reflected on the substrate in real time. Inline nano patterning device characterized by the above-mentioned.
제16항에 있어서,
피가공물로 투명한 기판을 사용하는 경우에,
상기 광원(71)은 상기 에치 챔버(30)에서 식각에 사용되는 플라즈마(31)이며,
상기 플라즈마(31)로부터 기판으로 입사된 후 기판의 표면에 형성된 나노 패턴과 기판의 밑면에 의해 산란됨으로써 상기 기판의 일 측면으로 방출되는 빛의 스펙트럼을 상기 디텍터(72)를 통해 측정하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
17. The method of claim 16,
In the case of using a transparent substrate as a work piece,
The light source 71 is a plasma 31 used for etching in the etch chamber 30,
After the incident from the plasma 31 to the substrate is scattered by the nano-pattern formed on the surface of the substrate and the bottom surface of the substrate characterized in that the spectrum of the light emitted to one side of the substrate by measuring through the detector 72 Inline nano patterning device.
제17항에 있어서,
플라즈마(31)의 안정성 및 재현성을 확보하기 위하여, 상기 플라즈마 광원에서 방출되는 빛의 스펙트럼을 디텍터(81)을 통하여 모니터링하는 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
18. The method of claim 17,
In-line nano-patterning further comprises an in-situ plasma monitoring device 80 for monitoring the spectrum of the light emitted from the plasma light source through the detector 81 in order to ensure stability and reproducibility of the plasma 31. Device.
제18항에 있어서,
상기 디텍터(81)가 설치되는 챔버 소정의 영역에는 챔버의 벽면에 광 수용부(90)가 구비되는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
19. The method of claim 18,
In-line nano-patterning device, characterized in that the light receiving portion 90 is provided on the wall of the chamber in a predetermined region of the chamber in which the detector 81 is installed.
제19항에 있어서,
상기 광 수용부(90)는,
챔버의 내부와 외부의 경계면에 구비되어 상기 플라즈마(31)로부터 방출되는 빛을 수용하는 윈도우(91); 및
다른 빛에 의한 간섭을 최소화하여 노이즈(noise) 없이 상기 플라즈마(31)에서 방출되는 빛을 모니터링하기 위한 광 가이드(92);
를 포함하고, 상기 광 가이드(92)는 상기 윈도우(91)와 디텍터(81)의 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
20. The method of claim 19,
The light receiving unit 90,
A window 91 provided at an interface between the inside and the outside of the chamber to receive light emitted from the plasma 31; And
A light guide 92 for monitoring the light emitted from the plasma 31 without noise by minimizing interference by other light;
And the light guide (92) is installed between the window (91) and the detector (81).
제18항에 있어서,
상기 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)의 디텍터(81)는 전체 공정의 규모, 장비의 크기 및 처리되는 기판의 크기에 따라 기판의 가로와 세로 방향으로 다수 개가 설치되며,
플라즈마(31)의 양극(anode)과 음극(cathode) 사이의 높이 방향으로도 다수 개가 설치되어 플라즈마의 전체 체적을 실시간으로 모니터링 하는 것을 특징으로 하는 인라인 나노 패터닝 장치.
19. The method of claim 18,
The detector 81 of the in-situ plasma monitoring device 80 is installed in a plurality of horizontal and vertical directions of the substrate according to the size of the overall process, the size of the equipment and the size of the substrate to be processed,
In-line nano-patterning device, characterized in that a plurality is installed in the height direction between the anode (anode) and the cathode (cathode) of the plasma 31 to monitor the entire volume of the plasma in real time.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 인라인 나노 패터닝 장치를 이용하여 제조되며,
기판의 표면에 반사 방지(anti-reflection, AR)를 구현하기 위하여, 나노 패턴이 형성된 후 나노 마스크가 제거되어 나노 스케일의 돌기가 형성된 반사 방지 기판.
22. The method is prepared using the inline nano patterning device of any one of claims 1 to 21,
In order to implement anti-reflection (AR) on the surface of the substrate, a nano-mask is formed after the nano-pattern is formed, the anti-reflection substrate is formed with a nano-scale projection.
제22항에 있어서,
상기 나노 스케일의 돌기는 50~150 nm, 150~300 nm, 300~1000 nm 및 1000nm 이상의 크기 범위 중 적어도 어느 하나 이상의 크기 범위의 돌기가 혼재된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사 방지 기판.
The method of claim 22,
The nano-scale projection is anti-reflective substrate, characterized in that formed in the form of a mixture of at least any one or more size range of the size range of 50 ~ 150 nm, 150 ~ 300 nm, 300 ~ 1000 nm and 1000nm or more.
제23항에 있어서,
다양한 크기의 나노 돌기는,
상기 스퍼터 챔버(20)에서 인시츄 모니터링 장치(60)를 이용한 나노 마스크의 크기 및 분포 제어와,
상기 에치 챔버(30)에서 인시츄 모니터링 장치(70) 및 인시츄 플라즈마 모니터링 장치(80)를 이용한 기판 표면의 식각 제어를 통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 반사 방지 기판.
24. The method of claim 23,
Nano projections of various sizes,
The size and distribution control of the nano mask using the in-situ monitoring device 60 in the sputter chamber 20,
Anti-reflective substrate, characterized in that formed through the etching control of the substrate surface using the in-situ monitoring device (70) and the in-situ plasma monitoring device (80) in the etch chamber (30).
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