KR102599186B1 - Faraday box and method for plasma etching process using thereof - Google Patents

Faraday box and method for plasma etching process using thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102599186B1
KR102599186B1 KR1020190044897A KR20190044897A KR102599186B1 KR 102599186 B1 KR102599186 B1 KR 102599186B1 KR 1020190044897 A KR1020190044897 A KR 1020190044897A KR 20190044897 A KR20190044897 A KR 20190044897A KR 102599186 B1 KR102599186 B1 KR 102599186B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
etching
faraday box
substrate
plasma etching
plasma
Prior art date
Application number
KR1020190044897A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200122085A (en
Inventor
허은규
김충완
장성호
신부건
박정호
윤정환
추소영
유연재
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020190044897A priority Critical patent/KR102599186B1/en
Publication of KR20200122085A publication Critical patent/KR20200122085A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102599186B1 publication Critical patent/KR102599186B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0065Manufacturing aspects; Material aspects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 파라데이 상자 및 이를 이용한 플라즈마 식각 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 확장부를 포함하는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 이용하여 특정한 격자 패턴 및 깊이 구배를 갖는 도광판을 형성할 수 있는 파라데이 상자 및 이를 이용한 플라즈마 식각 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Faraday box and a plasma etching method using the same. Specifically, it relates to a Faraday box capable of forming a light guide plate with a specific grid pattern and depth gradient using a plasma etching method using a Faraday box including an extension, and a plasma etching method using the same.

Description

파라데이 상자 및 이를 이용한 플라즈마 식각 방법{FARADAY BOX AND METHOD FOR PLASMA ETCHING PROCESS USING THEREOF}Faraday box and plasma etching method using the same {FARADAY BOX AND METHOD FOR PLASMA ETCHING PROCESS USING THEREOF}

본 발명은 파라데이 상자 및 이를 이용한 플라즈마 식각 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 확장부를 포함하는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 이용하여 특정한 격자 패턴 및 깊이 구배를 갖는 도광판을 형성할 수 있는 파라데이 상자 및 이를 이용한 플라즈마 식각 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Faraday box and a plasma etching method using the same. Specifically, it relates to a Faraday box capable of forming a light guide plate with a specific grid pattern and depth gradient using a plasma etching method using a Faraday box including an extension, and a plasma etching method using the same.

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

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

다만, 종래의 원통형상을 갖는 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각을 이용하는 경우 식각부와 메쉬부 간의 거리가 멀어질수록 식각 속도가 급격히 하락하는 문제가 있었으며, 이로 인하여 상기 식각 공정 시간이 증가하고 식각용 기재의 상부는 이온 충돌의 영향으로 공정 온도가 급격히 상승하는 문제점이 있었다.However, when using plasma etching using a conventional Faraday box having a cylindrical shape, there was a problem in that the etching speed decreased sharply as the distance between the etched part and the mesh part increased. As a result, the etching process time increased and the etching process was reduced. There was a problem in that the process temperature at the top of the substrate rapidly increased due to the influence of ion collisions.

나아가, 경사면을 가지는 지지대 상에 식각용 기재를 구비하여 플라즈마 식각을 하는 경우, 바닥면에 형성된 냉각 작용부에서도 멀리 떨어져 있어, 상기 식각용 기재의 상부가 공정 중 냉각이 원할하지 못하는 문제점이 있었다.Furthermore, when plasma etching is performed by providing an etching substrate on a support having an inclined surface, there is a problem in that the upper part of the etching substrate is not cooled smoothly during the process because it is far away from the cooling portion formed on the bottom.

또한, 종래의 원통형상을 갖는 파라데이 상자를 이용하고, 경사면을 가지는 지지대 상에 식각용 기재를 구비하여 플라즈마 식각을 하는 경우, 기울어진 방향이 식각용 기재의 바깥을 향하는 격자 패턴은 형성할 수 있지만, 기울어진 방향이 식각용 기재의 안쪽으로 향하는 격자 패턴은 형성하기 어려운 문제가 있었다.In addition, when plasma etching is performed using a conventional Faraday box having a cylindrical shape and providing an etching substrate on a support having an inclined surface, a grid pattern with the inclined direction facing outward from the etching substrate can be formed. However, there was a problem in that it was difficult to form a grid pattern in which the inclined direction was directed toward the inside of the etching substrate.

이에, 확장부를 포함하는 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각 공정을 통해 특정한 격자 패턴과 깊이 구배를 가지는 패턴부를 정밀하게 형성할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for technology that can precisely form a pattern part with a specific grid pattern and depth gradient through a plasma etching process using a Faraday box including an expansion part.

본 발명은 확장부를 포함하는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 이용하여 특정한 격자 패턴 및 깊이 구배를 갖는 도광판을 형성할 수 있는 파라데이 상자 및 이를 이용한 플라즈마 식각 방법을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a Faraday box capable of forming a light guide plate with a specific grid pattern and depth gradient using a plasma etching method using a Faraday box including an extension, and a plasma etching method using the same.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시상태는, 바닥면, 상기 바닥면과 경사지게 배치되되 메쉬부가 형성된 경사부 및 상기 바닥면은 상기 경사부의 하단부 외측으로 확장 형성된 확장부를 구비하는 파라데이 상자를 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention seeks to provide a Faraday box including a bottom surface, an inclined portion disposed at an angle to the bottom surface and having a mesh portion formed thereon, and an extension portion of the bottom surface extending outward from a lower end of the inclined portion.

본 발명의 다른 일실시상태는, 상기 파라데이 상자의 바닥면에 식각용 기재를 제공하는 단계; 및 상기 식각용 기재 상에 플라즈마 식각을 수행하여 제1 패턴부를 형성하는 제1 패턴부 형성 단계;를 포함하며, 상기 식각용 기재를 제공하는 단계는 상기 식각용 기재의 일부를 상기 확장부에 위치시키는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 제공하고자 한다.Another embodiment of the present invention includes providing a substrate for etching on the bottom of the Faraday box; and forming a first pattern portion by performing plasma etching on the etching substrate to form a first pattern portion, wherein the step of providing the etching substrate includes placing a portion of the etching substrate on the expanded portion. We would like to provide a plasma etching method using a Faraday box.

본 발명의 일 실시상태에 따른 파라데이 상자는, 경사부의 하단부 외측으로 확장 형성된 확장부를 포함함으로써, 식각용 기재의 일부를 상기 확장부에 구비하여 특정한 격자 패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다.The Faraday box according to an exemplary embodiment of the present invention includes an expansion portion extending outside the lower end of the inclined portion, thereby providing the effect of forming a specific grid pattern by providing a portion of the etching substrate to the expansion portion.

본 발명의 일 실시상태에 따른 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법은 식각용 기재의 일부를 확장부에 구비하여 상기 식각용 기재의 안쪽으로 기울어진 격자 패턴을 갖는 패턴부를 형성할 수 있으며, 메쉬부 상에 특정한 길이의 셔터부를 배치함으로써, 깊이 구배를 정밀하게 조절할 수 있다.The plasma etching method using a Faraday box according to an embodiment of the present invention can form a pattern portion having a grid pattern inclined inward of the etching substrate by providing a part of the etching substrate to the expanded portion, and the mesh portion. By arranging a shutter portion of a specific length on the image, the depth gradient can be precisely adjusted.

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

도 1은 종래기술에 따른 원통형 파라데이 상자를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 원통형 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 3은 파라데이 상자의 메쉬부로부터의 거리에 따른 식각률을 측정한 결과를 나타낸 그래프 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 파라데이 상자의 사진도, 측면도 및 정면도이다.
도 5는 본 발명의 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각을 진행한 후 식각된 식각용 기재의 위치 및 식각 시간에 따른 깊이 구배를 나타낸 도면이다.
도 6은 종래기술에 따른 원통형 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법으로 제조한 것으로, 격자 패턴이 식각용 기재의 바깥쪽으로 기울어진 패턴을 형성한 도면이다.
도 7은 종래기술에 따른 원통형 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법으로 제조한 것으로, 격자 패턴이 식각용 기재의 안쪽으로 기울어진 패턴을 형성한 도면이다.
도 8은 본 발명의 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법으로 제조한 것으로, 격자 패턴이 식각용 기재의 바깥쪽으로 기울어진 패턴을 형성한 도면이다.
도 9는 본 발명의 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법으로 제조한 것으로, 격자 패턴이 식각용 기재의 안쪽으로 기울어진 패턴을 형성한 도면이다.
도 10은 본 발명의 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법으로 식각용 기재를 식각한 것으로, 식각 시간에 따라 깊이가 상이한 것을 확인할 수 있는 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 이미지이다.
도 11은 본 발명의 일 실시상태에 따른 셔터를 포함한 파라데이 상자를 나타낸 모식도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시상태에 따른 셔터를 포함한 파라데이 상자를 나타낸 사진도이다.
도 13은 본 발명의 일실시상태에 따른 30mm의 길이를 갖는 셔터로 메쉬부를 차폐한 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각을 하고, 식각용 기재의 위치에 따라 깊이 구배를 나타낸 그래프도이다.
도 14는 본 발명의 일실시상태에 따른 30mm, 35mm 및 40mm의 길이를 갖는 셔터로 메쉬부를 차폐한 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각을 하고, 각각의 식각용 기재의 위치에 따라 깊이 구배를 나타낸 그래프도이다.
도 15는 본 발명의 일실시상태에 따른 30mm, 35mm 및 40mm의 길이를 갖는 셔터로 메쉬부를 차폐한 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각을 하고, 각각의 식각용 기재의 위치에 따라 깊이 구배를 확인할 수 있는 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 이미지이다.
Figure 1 is a diagram showing a cylindrical Faraday box according to the prior art.
Figure 2 is a schematic diagram schematically showing a plasma etching method using a cylindrical Faraday box according to the prior art.
Figure 3 is a graph showing the results of measuring the etch rate according to the distance from the mesh portion of the Faraday box.
Figure 4 is a photograph, side view, and front view of a Faraday box according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the depth gradient according to the position and etching time of the etched substrate after plasma etching using the Faraday box of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing a grid pattern manufactured by a plasma etching method using a cylindrical Faraday box according to the prior art, forming a pattern inclined to the outside of the etching substrate.
Figure 7 is a diagram of a grid pattern manufactured by a plasma etching method using a cylindrical Faraday box according to the prior art, forming a pattern inclined inward on a substrate for etching.
Figure 8 is a diagram of a grid pattern produced by a plasma etching method using a Faraday box of the present invention, forming a pattern inclined to the outside of the etching substrate.
Figure 9 is a diagram of a grid pattern produced by a plasma etching method using a Faraday box of the present invention, forming a pattern inclined inward on a substrate for etching.
Figure 10 is an image of a substrate for etching etched using a plasma etching method using a Faraday box of the present invention, and an image observed with a scanning electron microscope (SEM) that confirms that the depth varies depending on the etching time.
Figure 11 is a schematic diagram showing a Faraday box including a shutter according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a photograph showing a Faraday box including a shutter according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 13 is a graph showing plasma etching using a Faraday box in which the mesh portion is shielded with a shutter having a length of 30 mm according to an embodiment of the present invention, and showing a depth gradient according to the position of the etching substrate.
Figure 14 shows plasma etching using a Faraday box whose mesh portion is shielded with shutters having lengths of 30 mm, 35 mm, and 40 mm according to an embodiment of the present invention, and showing a depth gradient according to the position of each etching substrate. It is also a graph.
Figure 15 shows plasma etching using a Faraday box whose mesh portion is shielded with shutters having lengths of 30 mm, 35 mm, and 40 mm according to an embodiment of the present invention, and depth gradients are confirmed according to the positions of each etching substrate. This is an image observed using a scanning electron microscope (SEM).

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Throughout the specification of the present application, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.

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

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

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

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

본 발명자들은 전술한 특성을 가지는 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 연구하였고, 상기 파라데이 상자에서 구현할 수 없는 격자 패턴과 깊이 구배를 구현할 수 있는 파라데이 상자와 플라즈마 식각 방법을 구체적으로 연구하여, 하기와 같은 발명을 개발하게 되었다.The present inventors studied a plasma etching method using a Faraday box having the above-described characteristics, and specifically studied a Faraday box and plasma etching method that can implement grid patterns and depth gradients that cannot be implemented in the Faraday box, The following invention was developed.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

도 1은 종래기술에 따른 원통형 파라데이 상자(1)를 나타낸 도면이다. 상기 원통형 파라데이 상자를 이용하는 경우 경사면을 가지는 지지대(9)에 식각용 기재(7)를 배치하고 플라즈마 식각을 진행하여, 경사진 격자 패턴을 형성할 수 있었다. 그러나, 상기 도 1과 같은 종래기술의 원통형 파라데이 상자를 이용하는 경우, 식각용 기재의 격자 패턴이 식각용 기재의 바깥쪽으로 형성하는 것은 용이하였지만, 식각용 기재의 격자 패턴이 식각용 기재의 안쪽으로 형성하는 것은 용이하지 않은 문제점이 있었다.Figure 1 is a diagram showing a cylindrical Faraday box 1 according to the prior art. When using the cylindrical Faraday box, the etching substrate 7 was placed on the support 9 having an inclined surface and plasma etching was performed to form an inclined grid pattern. However, when using a cylindrical Faraday box of the prior art as shown in FIG. 1, it was easy to form the grid pattern of the etching substrate on the outside of the etching substrate, but the grid pattern of the etching substrate was formed on the inside of the etching substrate. There was a problem that it was not easy to form.

도 2는 종래기술에 따른 원통형 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 개략적으로 나타낸 개략도이다. 도 2(a)는 격자 패턴이 식각용 기재의 바깥쪽을 향하도록 제조하는 방법을 도시한 것이다. 즉, 격자 패턴이 식각용 기재의 바깥쪽을 향하는 것을 제조하기 위해서는 경사면을 가지는 지지대(9)에 식각용 기재(7)를 구비하고 플라즈마 식각을 진행하면 경사면을 가지는 지지대의 상부에서 식각이 진행되게 된다. 따라서, 상기 식각용 기재의 바깥쪽을 향하는 격자 패턴이 효과적으로 형성되게 된다. 그러나, 격자 패턴이 식각용 기재의 바깥쪽을 향하는 격자 패턴을 형성하기 위해서는 도 2(b)와 같이 식각용 기재(7)의 하부를 식각해야 한다. 그러나, 플라즈마에 의한 식각 속도는 메쉬부(3)와 식각용 기재(7) 간의 거리가 멀어질수록 급격하게 저하되는 문제점이 있었다.Figure 2 is a schematic diagram schematically showing a plasma etching method using a cylindrical Faraday box according to the prior art. Figure 2(a) shows a method of manufacturing the grid pattern so that it faces outward from the etching substrate. That is, in order to manufacture a grid pattern facing the outside of the etching substrate, the etching substrate 7 is provided on a support 9 having an inclined surface and plasma etching is performed so that etching is performed on the upper part of the support having an inclined surface. do. Accordingly, a grid pattern facing outward from the etching substrate is effectively formed. However, in order to form a grid pattern with the grid pattern facing outward from the etching substrate, the lower portion of the etching substrate 7 must be etched as shown in FIG. 2(b). However, there was a problem in that the etching speed by plasma rapidly decreased as the distance between the mesh portion 3 and the etching substrate 7 increased.

구체적으로, 파라데이 상자 내에 40°의 경사면을 가지는 지지대를 설치하고, 상기 지지대 상에 식각용 기재를 구비한 후, ICP-RIE(Oxford社 plasmaLab system100)을 이용하여 플라즈마 식각을 수행하였다. 이때, 반응성 가스로서, O2 및 C4F8을 1:9의 비율로 혼합하여 50 sccm의 유속으로 공급하였다. 또한, 식각 조건으로서, RF power 150 W, ICP power 2 kW, 작동 압력 7 내지 10 mTorr로 하여 3분간 식각하였다. 이를 통하여, 파라데이 상자의 메쉬부로부터의 거리에 따른 식각률을 측정하였으며, 이의 결과는 도 3과 같다. Specifically, a support having an inclined surface of 40° was installed in a Faraday box, a substrate for etching was provided on the support, and then plasma etching was performed using ICP-RIE (Oxford plasmaLab system100). At this time, as reactive gases, O2 and C 4 F 8 were mixed at a ratio of 1:9 and supplied at a flow rate of 50 sccm. Additionally, the etching conditions were RF power of 150 W, ICP power of 2 kW, and operating pressure of 7 to 10 mTorr for 3 minutes. Through this, the etch rate was measured according to the distance from the mesh part of the Faraday box, and the results are shown in Figure 3.

도 3은 파라데이 상자의 메쉬부로부터의 거리에 따른 식각률을 측정한 결과를 나타낸 그래프 도면이다. 상기 도 3과 같이 메쉬부와 식각용 기재 간의 거리가 멀어질수록 급격하게 식각 속도가 저하되는 것을 확인할 수 있다. Figure 3 is a graph showing the results of measuring the etch rate according to the distance from the mesh portion of the Faraday box. As shown in FIG. 3, it can be seen that the etching speed decreases rapidly as the distance between the mesh portion and the etching substrate increases.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 경사면을 가지는 지지대(9)의 상부면에서 격자 패턴을 형성하는 방법이 있지만, 상기 도 2(c)와 같이 식각용 기재(7)가 메쉬부(3)로 인하여 구조적으로 상기 지지대의 상부에 구비하지 못하는 문제점이 있었다. In order to solve this problem, there is a method of forming a grid pattern on the upper surface of the support 9 having an inclined surface, but as shown in FIG. 2(c), the etching substrate 7 is structurally damaged due to the mesh portion 3. There was a problem in that it could not be provided on the upper part of the support.

도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 파라데이 상자의 사진도, 측면도 및 정면도이다. 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 바닥면(11), 상기 바닥면과 경사지게 배치된 메쉬부(15)가 형성된 경사부(13) 및 상기 바닥면은 상기 경사부의 하단부 외측으로 확장 형성된 확장부(17)를 구비하는 파라데이 상자를 제공한다. 상기 파라데이 상자는 확장부(17)를 포함함으로써, 식각용 기재(19)의 식각 위치를 조절할 수 있으며, 특정한 방향의 격자 패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다. 또한, 원통형 파라데이 상자에서 상대적으로 크기가 큰 식각용 기재를 배치하는 경우 식각이 이루어지는 위치를 조절하는 것에 구조적으로 제한이 발생하지만, 본 발명은 도 4와 같이 확장부(17)를 포함함으로써, 크기가 큰 식각용 기재라도 확장부에 상기 식각용 기재를 위치시켜 격자 패턴을 형성하기 원하는 곳에 플라즈마 식각을 진행시킬 수 있는 효과가 있다.Figure 4 is a photograph, side view, and front view of a Faraday box according to an exemplary embodiment of the present invention. According to an exemplary embodiment of the present invention to solve the above-described problem, there is a bottom surface 11, an inclined portion 13 formed with a mesh portion 15 disposed at an angle to the floor surface, and the bottom surface is a lower end of the inclined portion. A Faraday box is provided having an expansion portion 17 extending outward. By including the extension portion 17, the Faraday box has the effect of controlling the etching position of the etching substrate 19 and forming a grid pattern in a specific direction. In addition, when placing a relatively large etching substrate in a cylindrical Faraday box, there are structural limitations in controlling the position where etching occurs. However, the present invention includes an extension portion 17 as shown in FIG. 4, Even if the etching substrate is large in size, there is an effect in that plasma etching can be performed where a grid pattern is desired to be formed by placing the etching substrate on the expanded portion.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 바닥면과 경사부가 형성하는 경사각은 30° 이상 70° 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 경사각은 35° 이상 65° 이하, 40° 이상 60° 이하, 또는 45° 이상 55° 이하일 수 있다. 상술한 범위 내에서 상기 바닥면과 경사부가 형성하는 경사각을 조절함으로써, 상기 식각용 기재의 격자 패턴의 경사각을 조절할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the inclination angle formed between the bottom surface and the slope may be 30° or more and 70° or less. Specifically, the inclination angle may be 35° or more and 65° or less, 40° or more and 60° or less, or 45° or more and 55° or less. By adjusting the inclination angle formed by the bottom surface and the inclined portion within the above-mentioned range, the inclination angle of the grid pattern of the etching substrate can be adjusted.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 파라데이 상자는 상기 메쉬부 상에 셔터(21)를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 파라데이 상자가 메쉬부 상에 셔터를 포함함으로서, 정밀하게 격자 패턴의 깊이를 조절하고, 미세한 깊이 구배를 조절할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the Faraday box may further include a shutter 21 on the mesh portion. By including a shutter on the mesh portion of the Faraday box, it is possible to precisely control the depth of the grid pattern and fine depth gradients.

도 5는 본 발명의 파라데이 상자를 이용한 식각을 진행한 후 식각된 식각용 기재의 위치 및 식각 시간에 따른 깊이 구배를 나타낸 도면이다. 상기 본 발명의 파라데이 상자를 이용하여 식각 시간과 식각용 기재의 위치에 따른 식각 깊이를 확인하기 위해, 경사면의 외각 사이즈가 100mm X 100mm이고, 메쉬부의 사이즈가 70mm X 70mm이며, 경사부와 바닥면의 경사각이 40° 인 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각을 진행였다. 플라즈마 식각을 진행하기 전, 재질이 석영(quart)인 110mm X 90mm 사이즈의 상기 식각용 기재 상에 피치(격자 패턴의 한 주기)가 405nm, 라인 듀티(격자 패턴 중 Al의 길이 비)가 50%인 Al 라인 격자를 형성한 후 본 발명의 파라데이 상자의 바닥면에 위치시키고 플라즈마 식각을 진행하였다. 이후 깊이 구배를 확인하기 위하여 상기 식각용 기재의 중앙부 에서 3mm 간격으로 단면의 깊이를 확인하여 상기 도 5와 같은 그래프를 작성하였다. 상기 도 5와 같이, 2분과 5분 동안 플라즈마 식각을 진행시킨 경우, 도 5(b) 와 같이 위치 별 상이한 식각 속도에 따라 식각 깊이의 경향성은 유지되지만, 플라즈마에 의하여 식각이 진행되는 시간이 증가함에 따라 수직 깊이가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 다만, 상기 도 5(b)와 같이 식각 효율이 현저히 높은 곳이 2곳이 존재하는 바, 식각의 효율성을 향상시키기 위하여 메쉬부와 가까운 곳과 먼 곳 각각에 선택적으로 상기 식각용 기재를 구비시킬 수 있다.Figure 5 is a diagram showing the depth gradient according to the position and etching time of the etched substrate after etching using the Faraday box of the present invention. In order to check the etching depth according to the etching time and the position of the etching substrate using the Faraday box of the present invention, the outer size of the inclined surface is 100mm Plasma etching was performed using a Faraday box with a surface inclination angle of 40°. Before plasma etching, the pitch (one cycle of the grid pattern) is 405 nm and the line duty (ratio of the length of Al in the grid pattern) is 50% on the etching substrate of size 110 mm x 90 mm made of quartz. After forming the Al line grid, it was placed on the bottom of the Faraday box of the present invention and plasma etching was performed. Afterwards, in order to check the depth gradient, the depth of the cross section was checked at 3 mm intervals in the center of the etching substrate, and a graph as shown in FIG. 5 was created. As shown in FIG. 5, when plasma etching is performed for 2 minutes and 5 minutes, the tendency of etch depth is maintained according to different etching speeds for each location as shown in FIG. 5(b), but the time for etching to proceed by plasma increases. You can see that the vertical depth increases as you do this. However, as shown in FIG. 5(b), there are two places where the etching efficiency is significantly high. In order to improve the etching efficiency, the etching substrate can be selectively provided at places close to and far from the mesh portion. You can.

도 6은 종래기술에 따른 원통형 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법으로 제조한 것으로, 격자 패턴이 식각용 기재의 바깥쪽으로 기울어진 패턴을 형성한 도면이다. 도 6(a)과 같이 종래기술에 따라 원통형 파라데이 상자 내에 경사면을 가지는 지지대에 식각용 기재를 위치시키고 상기 식각용 기재의 상부를 선택적으로 플라즈마로 식각한다. 이후 식각되지 않은 반대부분을 상기 경사면을 가지는 지지대의 상부에 위치시켜 플라즈마 식각을 진행하였다. 그 결과 도 6(b)와 같이 식각용 기재의 바깥쪽으로 기울어진 격자 패턴을 형성하였다. 또한, 도 6(c)와 같이 경사면을 가지는 지지대의 상부 즉, 메쉬부와 가까운 부분은 플라즈마 이온이 파라데이 상자에 입사된 직후이므로 식각 속도가 빨라, 상기 플라즈마 식각에 의하여 형성된 격자 패턴의 품질은 양호한 것을 확인할 수 있다.Figure 6 is a diagram showing a grid pattern manufactured by a plasma etching method using a cylindrical Faraday box according to the prior art, forming a pattern inclined to the outside of the etching substrate. As shown in FIG. 6(a), according to the prior art, a substrate for etching is placed on a support having an inclined surface within a cylindrical Faraday box, and the upper portion of the substrate for etching is selectively etched with plasma. Afterwards, plasma etching was performed by placing the unetched half on the upper part of the support having the inclined surface. As a result, a grid pattern slanted toward the outside of the etching substrate was formed, as shown in FIG. 6(b). In addition, as shown in FIG. 6(c), the upper part of the support having an inclined surface, that is, the part close to the mesh part, has a fast etching speed because the plasma ions are immediately incident on the Faraday box, and the quality of the grid pattern formed by the plasma etching is poor. You can confirm that it is good.

도 7은 종래기술에 따른 원통형 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법으로 제조한 것으로, 격자 패턴이 식각용 기재의 안쪽으로 기울어진 패턴을 형성한 도면이다. 식각용 기재의 안쪽으로 기울어진 격자 패턴을 형성하기 위해서는 도 7(a)와 같이 경사면을 가지는 지지대의 하부면에 위치한 식각용 기재의 하부를 플라즈마 식각하여야만 도 7(b)와 같은 격자 패턴이 형성된다. 그러나, 상기 도 3과 같이 메쉬부와 식각용 기재의 거리가 멀어질수록 식각 속도는 현저하게 떨어지며, 외부의 영향으로 인하여 식각 품질이 저하되게 된다. 따라서, 상기 도 7(a)와 같이 플라즈마 식각을 진행하는 경우, 식각 속도 저하로 인하여 공정 시간이 오래 소요되며, 도 7(c)과 같이 식각 품질이 저하되는 문제점이 있다.Figure 7 is a diagram of a grid pattern manufactured by a plasma etching method using a cylindrical Faraday box according to the prior art, forming a pattern inclined inward on a substrate for etching. In order to form an inwardly inclined grid pattern of the etching substrate, the lower part of the etching substrate located on the lower surface of the support having an inclined surface as shown in FIG. 7(a) must be plasma etched to form a grid pattern as shown in FIG. 7(b). do. However, as shown in FIG. 3, as the distance between the mesh portion and the etching substrate increases, the etching speed decreases significantly, and the etching quality deteriorates due to external influences. Therefore, when plasma etching is performed as shown in FIG. 7(a), the process time takes a long time due to a decrease in the etching speed, and there is a problem in that the etching quality deteriorates as shown in FIG. 7(c).

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시상태에 따르면, 상기 파라데이 상자의 바닥면에 식각용 기재를 제공하는 단계; 및 상기 식각용 기재 상에 플라즈마 식각을 수행하여 제1 패턴부를 형성하는 제1 패턴부 형성 단계;를 포함하며, 상기 식각용 기재를 제공하는 단계는 상기 식각용 기재의 일부를 상기 확장부에 위치시키는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention to solve the above-described problem, providing a substrate for etching on the bottom of the Faraday box; and forming a first pattern portion by performing plasma etching on the etching substrate to form a first pattern portion, wherein the step of providing the etching substrate includes placing a portion of the etching substrate on the expanded portion. Provides a plasma etching method using a Faraday box.

본 발명의 일 실시상태에 따르면 상기 제1 패턴부 형성 단계 이후, 상기 식각용 기재의 제1 패턴부가 형성된 부분을 상기 확장부에 위치하도록 상기 식각용 기재를 상기 바닥면에 제공하고, 상기 식각용 기재 상에 플라즈마 식각을 수행하여 제2 패턴부를 형성하는 제2 패턴부 형성 단계를 수행할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, after the step of forming the first pattern portion, the etching substrate is provided on the bottom surface so that the portion where the first pattern portion of the etching substrate is formed is located in the expansion portion, and the etching substrate is provided on the bottom surface. The second pattern portion forming step may be performed by performing plasma etching on the substrate to form the second pattern portion.

도 8은 본 발명의 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법으로 제조한 것으로, 격자 패턴이 식각용 기재의 바깥쪽으로 기울어진 패턴을 형성한 도면이다. 상기 도 8(a)와 같이 상기 식각용 기재를 바닥면에 위치한 후 상기 식각용 기재의 일부를 선택적으로 플라즈마 식각하여 제1 패턴부를 형성하고, 이후 상기 식각용 기재 식각되지 않은 부분을 선택적으로 플라즈마 식각하여 제2 패턴부를 형성함으로써, 도 8(b)와 같은 식각용 기재의 바깥쪽으로 기울어진 격자 패턴을 형성할 수 있다. Figure 8 is a diagram of a grid pattern produced by a plasma etching method using a Faraday box of the present invention, forming a pattern inclined to the outside of the etching substrate. As shown in FIG. 8(a), after placing the etching substrate on the bottom surface, a portion of the etching substrate is selectively plasma etched to form a first pattern portion, and then the unetched portion of the etching substrate is selectively plasma etched. By etching to form the second pattern portion, it is possible to form a grid pattern inclined outward of the etching substrate as shown in FIG. 8(b).

도 9는 본 발명의 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법으로 제조한 것으로, 격자 패턴이 식각용 기재의 안쪽으로 기울어진 패턴을 형성한 도면이다. 도 9(a)와 같이 상기 식각용 기재의 일부를 확장부에 위치시켜 상기 식각용 기재를 식각함으로써 제1 패턴부를 형성하고, 이후 상기 식각용 기재의 식각된 부분을 확장부에 위치시켜고 식각되지 않은 식각용 기재의 반대부분을 플라즈마 식각하여 제2 패턴부를 형성함으로써, 상기 도 9(b)와 같이 식각용 기재의 안쪽으로 기울어진 격자 패턴을 형성할 수 있다.Figure 9 is a diagram of a grid pattern produced by a plasma etching method using a Faraday box of the present invention, forming a pattern inclined inward on a substrate for etching. As shown in FIG. 9(a), a first pattern portion is formed by placing a part of the etching substrate in the expansion portion and etching the etching substrate. Then, the etched portion of the etching substrate is placed in the expansion portion and etched. By plasma etching the remaining half of the etching substrate to form a second pattern portion, a grid pattern inclined inward of the etching substrate can be formed as shown in FIG. 9(b).

도 10은 본 발명의 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법으로 식각용 기재를 식각한 것으로, 식각 시간에 깊이가 상이한 것을 확인할 수 있는 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 이미지이다. 본 발명의 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각을 진행함으로써, 식각 시간에 따라 격자 패턴의 깊이가 낮아지는 것을 확인할 수 있다.Figure 10 is an image of a substrate for etching etched using a plasma etching method using a Faraday box of the present invention, and an image observed with a scanning electron microscope (SEM) to confirm that the depth is different over etching time. By performing plasma etching using the Faraday box of the present invention, it can be confirmed that the depth of the grid pattern decreases with etching time.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라즈마 식각은 상기 메쉬부의 적어도 일부를 셔터로 차폐한 후 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셔터는 상기 메쉬부의 일정 영역을 연속적으로 차폐하는 것일 수 있다. 상술한 바와 같이 셔터로 메쉬부를 차폐함으로써, 정밀하게 깊이 구배를 조절할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the plasma etching may be performed after shielding at least a portion of the mesh portion with a shutter. According to one embodiment of the present invention, the shutter may continuously shield a certain area of the mesh part. As described above, by shielding the mesh portion with a shutter, the depth gradient can be precisely adjusted.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셔터는 상기 메쉬부의 20 % 내지 80 % 영역을 차폐하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 셔터는 상기 메쉬부의 30 % 내지 60 % 영역, 또는 40 % 내지 60 % 영역을 차폐하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 셔터는 상기 메쉬부의 50 % 영역을 차폐하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the shutter may shield 20% to 80% of the mesh portion. Specifically, the shutter may shield 30% to 60% of the mesh portion, or 40% to 60% of the mesh portion. Specifically, the shutter may shield 50% of the mesh portion.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셔터는 알루미늄 산화물 재질일 수 있다. 다만, 셔터의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 재질의 셔터를 사용할 수도 있다.According to one embodiment of the present invention, the shutter may be made of aluminum oxide. However, the material of the shutter is not limited to this, and shutters of various materials may be used.

도 11은 본 발명의 일 실시상태에 따른 셔터를 포함한 파라데이 상자를 나타낸 모식도이다. 상기 도 11(a) 및 도 11(b)와 같이 셔터를 메쉬부 상에 위치시킬 수 있으며, 상기 메쉬부의 하단부에 셔터를 위치시킬 수 있다. 또한, 상기 메쉬부의 상단부에 셔터를 위치시킴으로써, 식각용 기재의 플라즈마 식각되는 위치를 조절할 수 있다. 도 11(c)는 셔터를 경사부에 위치하도록 하여 메쉬부를 차폐하는 일 실시상태를 나타낸 것이며, 상기 메쉬부를 차폐하는 방법은 이에 한정되지 않으며, 다양한 방법으로 상기 메쉬부를 차폐할 수 있다.Figure 11 is a schematic diagram showing a Faraday box including a shutter according to an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 11(a) and 11(b), the shutter can be placed on the mesh part, and the shutter can be placed at the lower end of the mesh part. Additionally, by placing a shutter on the upper part of the mesh portion, the position at which the etching substrate is plasma etched can be adjusted. Figure 11(c) shows an embodiment of shielding the mesh portion by positioning the shutter at an inclined portion. The method of shielding the mesh portion is not limited to this, and the mesh portion can be shielded in various ways.

도 12는 본 발명의 일 실시상태에 따른 셔터를 포함한 파라데이 상자를 나타낸 사진도이다. 상기 12와 같이 경사부에 위치시켜 메쉬부의 일부분을 차폐할 수 있다. 또한, 메쉬부 일부를 차폐함으로써, 식각용 기재의 격자 패턴의 깊이 구배를 정밀하게 조절할 수 있다.Figure 12 is a photograph showing a Faraday box including a shutter according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in 12 above, a portion of the mesh portion can be shielded by placing it on an inclined portion. Additionally, by shielding a portion of the mesh portion, the depth gradient of the grid pattern of the etching substrate can be precisely controlled.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 식각용 기재는 바닥면과 나란하게 구비될 수 있다. 상기 식각용 기재가 바닥면과 나란하게 구비됨으로써, 격자 패턴을 정밀하게 조절할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the etching substrate may be provided parallel to the bottom surface. By providing the etching substrate in parallel with the bottom surface, the grid pattern can be precisely controlled.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 식각용 기재는 석영 기판 또는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 상기 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 이용하는 경우, 식각용 기재로서 석영 기판과 같은 유리 또는 실리콘 웨이퍼의 격자 패턴 형성시 발생할 수 있는 침상 구조물의 발생을 크게 줄일 수 있으며, 식각 속도를 향상시켜 공정 시간을 단축시킬 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the substrate for etching may be a quartz substrate or a silicon wafer. When using the plasma etching method using the Faraday box, the occurrence of needle-like structures that can occur when forming a lattice pattern on a glass or silicon wafer such as a quartz substrate as an etching substrate can be greatly reduced, and the etching speed can be improved to improve process time. can be shortened.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 메쉬부는 0.5 Ω/□ 이상의 면저항을 가지는 것일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 메쉬부의 면저항은 0.5 Ω/□ 이상 100 Ω/□ 이하일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the mesh portion may have a sheet resistance of 0.5 Ω/□ or more. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the sheet resistance of the mesh portion may be 0.5 Ω/□ or more and 100 Ω/□ or less.

상기 메쉬부의 면저항이 0.5 Ω/□ 이상인 경우, 플라즈마 식각시 파라데이 상자 내 위치별 식각 속도를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 상기 메쉬부의 면저항이 0.5 Ω/□ 미만인 경우, 플라즈마 식각 시 파라데이 상자의 위치별 식각 속도가 불규칙하게 형성되어, 정밀한 식각을 수행하기 곤란한 문제가 있다. 나아가, 상기 메쉬부의 면저항은 0.5 Ω/□ 이상이면, 파라데이 상자 내 위치별 식각 속도를 일정하게 유지할 수 있으며, 면저항이 100 Ω/□ 를 초과하는 경우 효과의 상승은 미미하고, 제조 비용의 증가만 발생할 수 있다.If the sheet resistance of the mesh part is 0.5 Ω/□ or more, the etching speed for each position within the Faraday box can be kept constant during plasma etching. Additionally, when the sheet resistance of the mesh portion is less than 0.5 Ω/□, the etching speed for each position of the Faraday box is formed irregularly during plasma etching, making it difficult to perform precise etching. Furthermore, if the sheet resistance of the mesh part is 0.5 Ω/□ or more, the etching speed for each position within the Faraday box can be kept constant, and if the sheet resistance exceeds 100 Ω/□, the increase in effect is minimal and the manufacturing cost increases. It can only happen.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 메쉬부는 금속 메쉬 상에 불화탄소 라디칼이 흡착된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 불화탄소 라디칼은 -CF, -CF2, -CF3 또는 -C2Fx(x = 1 내지 5의 정수)일 수 있다. 구체적으로, 상기 패러데이 상자의 상기 메쉬부는 플라즈마 식각시 F 라디칼에 의한 식각 및 표면 중합에 의하여 불화탄소 라디칼이 메쉬부에 흡착될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the mesh part may have fluorocarbon radicals adsorbed on a metal mesh. Specifically, the fluorocarbon radical may be -CF, -CF 2 , -CF 3 or -C 2 F x (x = integer from 1 to 5). Specifically, during plasma etching of the mesh portion of the Faraday box, fluoride radicals may be adsorbed to the mesh portion due to etching and surface polymerization by F radicals.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 메쉬부는 금속과 같은 전도성을 가지는 물질 상에 상기 불화탄소 라디칼이 흡착되어, 상기와 같은 면저항을 나타낼 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the mesh part can exhibit sheet resistance as described above by adsorbing the fluorocarbon radicals on a conductive material such as metal.

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

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라즈마 식각은 유도결합 플라즈마 반응성 이온 식각 장비(ICP-RIE)를 이용할 수 있다. 구체적으로, 상기 패턴부를 형성하는 단계는 유도결합 플라즈마 반응성 이온 식각 장비 내부에 상기 파라데이 상자를 구비하여 수행되는 것일 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 식각은 헬리콘 플라즈마 방식, 헬리칼 공명 플라즈마 방식, 전자공명 플라즈마 방식들도 적용 가능하다.According to one embodiment of the present invention, the plasma etching may use inductively coupled plasma reactive ion etching equipment (ICP-RIE). Specifically, the step of forming the pattern portion may be performed by providing the Faraday box inside an inductively coupled plasma reactive ion etching equipment. In addition, the plasma etching can be applied to a helicon plasma method, a helical resonance plasma method, and an electron resonance plasma method.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라즈마 식각은, 플라즈마 식각 장치의 출력을 0.75 kW 이상 4 kW 이하로 조절하는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 플라즈마 식각 장치의 출력은 0.75 kW 이상 3 kW 이하, 0.75 kW 이상 1.5 kW 이하, 또는 0.75 kW 이상 1 kW 이하로 조절될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the plasma etching may include adjusting the output of the plasma etching device to 0.75 kW or more and 4 kW or less. Specifically, the output of the plasma etching device may be adjusted from 0.75 kW to 3 kW, from 0.75 kW to 1.5 kW, or from 0.75 kW to 1 kW.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 플라즈마 식각은, 플라즈마 식각 장치에 반응성 가스 및 산소 가스를 포함하는 혼합 가스를 10 sccm 이상 75 sccm 이하로 공급하는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 플라즈마 식각은, 플라즈마 식각 장치에 상기 혼합 가스를 15 sccm 이상 75 sccm 이하, 25 sccm 이상 70 sccm 이하, 30 sccm 이상 70 sccm 이하, 40 sccm 이상 60 sccm 이하, 또는 45 sccm 이상 55 sccm 이하로 공급하는 것을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the plasma etching may include supplying a mixed gas containing a reactive gas and oxygen gas to the plasma etching device at a rate of 10 sccm or more and 75 sccm or less. Specifically, the plasma etching is performed by applying the mixed gas to the plasma etching device at a rate of 15 sccm to 75 sccm, 25 sccm to 70 sccm, 30 sccm to 70 sccm, 40 sccm to 60 sccm, or 45 sccm to 55 sccm. It may include supply below.

상기 반응성 가스의 공급 유량을 상기 범위로 조절하는 경우, 식각용 기재, 구체적으로 석영 기판 또는 실리콘 웨이퍼를 패터닝하는 경우에 발생하는 침상 구조물의 형성을 보다 억제하고, 발생되는 침상 구조물의 크기를 현저히 작게 억제할 수 있다. 더 나아가, 식각용 기재의 격자 패턴의 깊이 구배를 정밀하게 조절할 수 있다.When the supply flow rate of the reactive gas is adjusted to the above range, the formation of needle-like structures that occur when patterning an etching substrate, specifically a quartz substrate or silicon wafer, is further suppressed, and the size of the needle-like structures that occur is significantly reduced. It can be suppressed. Furthermore, the depth gradient of the grid pattern of the etching substrate can be precisely controlled.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반응성 가스는 플라즈마 식각시 사용하는 일반적인 반응성 가스를 사용할 수 있다. 예를 들어, SF6, CHF3, C3F8, CF4, 및 Cl2 등의 가스를 이용할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the reactive gas may be a general reactive gas used in plasma etching. For example, gases such as SF 6 , CHF 3 , C 3 F 8 , CF 4 , and Cl 2 can be used.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 혼합 가스의 총 유량 중 산소 가스 유량의 함량은 1 % 이상 20 % 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합 가스의 총 유량 중 산소 가스 유량의 함량은 1 % 이상 15 % 이하, 1 % 이상 10 % 이하, 또는 1 % 이상 5 % 이하 일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of oxygen gas flow rate in the total flow rate of the mixed gas may be 1% or more and 20% or less. Specifically, the content of the oxygen gas flow rate in the total flow rate of the mixed gas may be 1% or more and 15% or less, 1% or more and 10% or less, or 1% or more and 5% or less.

상기 혼합 가스 유량 중의 산소 유량의 함량이 상기 범위 내인 경우, 식각용 기재, 구체적으로 석영 기판 또는 실리콘 웨이퍼에 패턴부를 형성하는 경우에 발생할 수 있는 침상 구조물의 형성을 보다 억제하고, 발생되는 침상 구조물의 크기를 현저히 작게할 수 있다. 더 나아가, 식각용 기재의 격자 패턴의 깊이 구배를 정밀하게 조절할 수 있다.When the content of the oxygen flow rate in the mixed gas flow rate is within the above range, the formation of needle-like structures that may occur when forming a pattern portion on an etching substrate, specifically a quartz substrate or silicon wafer, is further suppressed, and the formation of needle-like structures that occur is further suppressed. The size can be significantly reduced. Furthermore, the depth gradient of the grid pattern of the etching substrate can be precisely controlled.

본 발명의 일 실시 상태에 따르면, 식각용 기재 상에 금속마스크를 구비할 수 있다. 상기 식각용 기재 상에 금속마스크가 구비됨으로써, 식각용 기재의 격자 패턴을 정밀하게 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a metal mask may be provided on the etching substrate. By providing a metal mask on the etching substrate, a grid pattern of the etching substrate can be precisely formed.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 파라데이 상자의 바닥면은 상기 금속 마스크 보다 낮은 이온화 경향을 가지는 금속을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the bottom surface of the Faraday box may include a metal having a lower ionization tendency than the metal mask.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 파라데이 상자의 바닥면은 상기 금속 마스크의 표준환원전위보다 1 V 이상 높은 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 파라데이 상자의 바닥면은 상기 금속 마스크의 표준환원전위보다 1 V 이상 높은 금속으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 파라데이 상자의 바닥면을 구성하는 금속의 평균 표준환원 전위는 상기 금속 마스크의 표준환원전위보다 1 V 이상 높을 수 있다. 상기 파라데이 상자의 바닥면을 구성하는 금속의 평균 표준환원전위는 상기 파라데이 상자의 바닥면을 구성하는 금속의 함량과 표준환원전위를 고려하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 18 wt%의 Cr, 8 wt%의 Ni 및 74 wt%의 Fe로 이루어진 SUS304의 경우, 평균표준환원전위는 -0.333 V일 수 있다. 참고로, Cr의 표준환원전위는 -0.74 V, Fe의 표준환원전위는 -0.45 V, Ni의 표준환원전위는 -0.26 V, Al의 표준환원전위는 -1.66 V, Cu의 표준환원전위는 0.34 V이다.According to one embodiment of the present invention, the bottom surface of the Faraday box may include a metal that is 1 V or more higher than the standard reduction potential of the metal mask. Specifically, the bottom surface of the Faraday box may be made of metal that has a standard reduction potential of 1 V or more higher than the standard reduction potential of the metal mask. Additionally, the average standard reduction potential of the metal constituting the bottom surface of the Faraday box may be 1 V or more higher than the standard reduction potential of the metal mask. The average standard reduction potential of the metal constituting the bottom surface of the Faraday box can be calculated by considering the standard reduction potential and the content of the metal constituting the bottom surface of the Faraday box. For example, in the case of SUS304 consisting of 18 wt% Cr, 8 wt% Ni, and 74 wt% Fe, the average standard reduction potential may be -0.333 V. For reference, the standard reduction potential of Cr is -0.74 V, the standard reduction potential of Fe is -0.45 V, the standard reduction potential of Ni is -0.26 V, the standard reduction potential of Al is -1.66 V, and the standard reduction potential of Cu is 0.34. It's V.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 파라데이 상자의 바닥면은 상기 금속 마스크의 표준환원전위보다 1 V 이상, 1.5 V 이상, 또는 1.9 V 이상 높은 금속을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 파라데이 상자의 바닥면을 구성하는 금속의 평균 표준환원전위는 상기 금속 마스크의 표준환원전위보다 1 V 이상, 1.5 V 이상, 또는 1.9 V 이상 높은 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the bottom surface of the Faraday box may include metal that is 1 V or more, 1.5 V or more, or 1.9 V or more higher than the standard reduction potential of the metal mask. In addition, according to one embodiment of the present invention, the average standard reduction potential of the metal constituting the bottom surface of the Faraday box is higher than the standard reduction potential of the metal mask by 1 V or more, 1.5 V or more, or 1.9 V or more. You can.

상기 파라데이 상자의 바닥면에 포함되는 금속의 표준환원전위가 상기와 같은 경우, 식각용 기재, 구체적으로 석영 기판 또는 실리콘 웨이퍼에 패턴부를 형성하는 경우 침상 구조물의 발생이 최소화되고, 나아가 발생되는 침상 구조물의 크기가 최소화될 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 식각으로 식각용 기재의 깊이 구배를 정밀하게 조절할 수 있다.When the standard reduction potential of the metal included in the bottom of the Faraday box is as described above, when forming a pattern portion on an etching substrate, specifically a quartz substrate or silicon wafer, the occurrence of needle-like structures is minimized, and further, the needles generated are minimized. The size of the structure can be minimized. Additionally, the plasma etching can precisely control the depth gradient of the etching substrate.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속 마스크는 알루미늄 및 크롬 중 적어도 1종을 포함하고, 상기 파라데이 상자의 바닥면은 구리를 포함하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the metal mask may include at least one of aluminum and chromium, and the bottom surface of the Faraday box may include copper.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속 마스크는 알루미늄 및 크롬 중 적어도 1종을 포함한다. 구체적으로, 상기 금속 마스크는 알루미늄으로 이루어진 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the metal mask includes at least one of aluminum and chromium. Specifically, the metal mask may be made of aluminum.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 파라데이 상자의 바닥면은 철, 니켈 및 구리 중 적어도 1종을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 파라데이 상자의 바닥면은 구리 또는 철, 크롬 및 니켈의 합금인 스테인리스 강 소재의 금속판일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the bottom surface of the Faraday box may contain at least one of iron, nickel, and copper. Specifically, the bottom of the Faraday box may be a metal plate made of copper or stainless steel, which is an alloy of iron, chromium, and nickel.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속 마스크는 알루미늄 소재의 마스크이고, 상기 파라데이 상자의 바닥면은 구리 소재 또는 SUS304 스테인리스 강 소재의 금속판일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the metal mask is a mask made of aluminum, and the bottom surface of the Faraday box may be a metal plate made of copper or SUS304 stainless steel.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속 마스크는 알루미늄 및 크롬 중 적어도 1종을 포함하고, 상기 파라데이 상자의 바닥면은 구리를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 금속 마스크는 순도 95 % 이상의 알루미늄으로 형성된 것이고, 상기 파라데이 상자의 바닥면은 순도 95 % 이상의 구리판일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the metal mask may include at least one of aluminum and chromium, and the bottom surface of the Faraday box may include copper. Specifically, the metal mask may be made of aluminum with a purity of 95% or higher, and the bottom of the Faraday box may be a copper plate with a purity of 95% or higher.

본원 발명과 같이, 파라데이 상자의 바닥면 재질의 이온화 경향이 금속 마스크 재질의 이온화 경향보다 낮은 경우, 및/또는 파라데이 상자의 바닥면 재질의 표준환원전위가 금속 마스크 재질의 표준환원전위보다 1 V 이상 높은 경우, 식각용 기재, 구체적으로 석영 기판 또는 실리콘 웨이퍼의 패터닝시 침상 구조물의 발생이 현저하게 억제되고, 발생되는 침상 구조물의 크기를 현저히 작게 억제할 수 있다.As in the present invention, when the ionization tendency of the bottom material of the Faraday box is lower than the ionization tendency of the metal mask material, and/or the standard reduction potential of the bottom material of the Faraday box is 1 lower than the standard reduction potential of the metal mask material. When V is higher than that, the generation of needle-like structures during patterning of an etching substrate, specifically a quartz substrate or silicon wafer, is significantly suppressed, and the size of the needle-like structures generated can be suppressed to a significantly smaller size.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 패턴이 형성된 상기 식각용 기재는 회절 격자 도광판용 몰드 기재인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the etching substrate on which the pattern is formed may be a mold substrate for a diffraction grating light guide plate.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 패턴부를 형성하는 단계는 상기 식각용 기재는 확장부에 수용되도록 구비되어 플라즈마 식각을 수행하는 것일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the step of forming the pattern portion may include performing plasma etching with the etching substrate provided to be accommodated in an expansion portion.

본 발명의 일 실시상태는, 상기 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법을 이용하여 회절 격자 패턴이 형성된 기재를 준비하는 단계; 상기 회절 격자 패턴이 형성된 석영 기재 상에 수지 조성물을 도포하는 단계; 상기 회절 격자 패턴이 구비된 면의 반대면 상에 투명 기재를 구비하는 단계; 상기 수지 조성물을 경화하여 회절 격자 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 석영 기재와 상기 회절 패턴을 분리하여 회절 격자 도광판을 형성하는 단계를 포함하는 회절 격자 도광판의 제조방법을 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention includes preparing a substrate on which a diffraction grating pattern is formed using a plasma etching method using the Faraday box; Applying a resin composition onto a quartz substrate on which the diffraction grating pattern is formed; Providing a transparent substrate on a surface opposite to the surface provided with the diffraction grating pattern; curing the resin composition to form a diffraction grating pattern; and separating the quartz substrate and the diffraction pattern to form a diffraction grating light guide plate.

상기 수지 조성물은 당 업계에서 일반적으로 사용되는 수지 조성물이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 나아가, 상기 수지 조성물을 도포하는 단계는 스핀 코팅, 딥 코팅, 드롭 캐스팅 등 당업계에서 일반적으로 사용되는 코팅 방법을 이용하여 수행될 수 있다. The resin composition can be used without limitation as long as it is a resin composition commonly used in the industry. Furthermore, the step of applying the resin composition may be performed using coating methods commonly used in the art, such as spin coating, dip coating, and drop casting.

상기 회절 격자 도광판의 제조방법은 전술한 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법으로 패터닝된 석영 기재를 사용하는 것을 제외하고는, 일반적인 패턴층을 형성하는 방법이 적용될 수 있다. The method of manufacturing the diffraction grating light guide plate may be a general method of forming a patterned layer, except that a quartz substrate patterned by the plasma etching method using the Faraday box described above is used.

상기 회절 격자 도광판은 직접 회절 격자 도광판으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 회절 격자 도광판을 중간 몰드로 이용하여, 이를 복제하는 방법으로 최종 생산품을 제조할 수도 있다. 구체적으로, 상기 제조된 회절 격자 도광판을 중간 몰드로 하여 회절 격자 도광판용 몰드를 제조한 후, 회절 격자 도광판을 제조하는 경우, 중간 몰드로 사용된 회절 격자 도광판의 격자 패턴의 기울기가 반전된 것을 얻을 수 있다. 나아가, 격자 패턴의 기울기가 반전된 회절 격자 도광판을 중간 몰드로 이용하여 회절 격자 도광판용 몰드를 제조한 후, 회절 격자 도광판을 제조하는 경우, 최초의 회절 격자 도광판과 동일한 방향의 격자 패턴을 구현할 수 있다.The diffraction grating light guide plate can be directly used as a diffraction grating light guide plate. Additionally, the final product can be manufactured by using the diffraction grating light guide plate as an intermediate mold and replicating it. Specifically, when manufacturing a diffraction grating light guide plate after manufacturing a mold for a diffraction grating light guide plate using the manufactured diffraction grating light guide plate as an intermediate mold, the inclination of the grid pattern of the diffraction grating light guide plate used as an intermediate mold is obtained by inverting. You can. Furthermore, when manufacturing a diffraction grating light guide plate after manufacturing a mold for a diffraction grating light guide plate using a diffraction grating light guide plate with the inclination of the grating pattern reversed as an intermediate mold, a grating pattern in the same direction as the first diffraction grating light guide plate can be implemented. there is.

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

플라즈마로 경사식각을 진행하고, 깊이 구배를 하기 위해서는 격자 패턴의 식각 깊이가 변화하는 기울기를 정밀하게 조절하는 것이 요구된다. 상기 기울기를 정밀하게 조절하기 위하여 셔터를 이용할 수 있다. 상기 셔터의 폭(W)은 메쉬부의 크기의 100%인 70mm로 고정하고, 셔터의 길이(L)를 20mm 내지 40mm로 변화하면서 5분 동안 플라즈마 식각하여 상기 격자 패턴의 식각 깊이가 변화하는 기울기를 확인하였다.In order to perform inclined etching with plasma and create a depth gradient, it is necessary to precisely control the gradient at which the etching depth of the grid pattern changes. A shutter can be used to precisely control the tilt. The width (W) of the shutter is fixed at 70 mm, which is 100% of the size of the mesh portion, and the length (L) of the shutter is changed from 20 mm to 40 mm and plasma etched for 5 minutes to change the slope of the etch depth of the grid pattern. Confirmed.

도 13은 본 발명의 일실시상태에 따른 셔터가 없는 것과 30mm의 길이(L)를 갖는 셔터로 차폐한 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각한 것을, 식각용 기재의 위치에 따라 깊이 구배를 나타낸 그래프도이다. 상기 도 5와 같이 셔터가 없이 5분간 본 발명의 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각을 진행하는 경우, 2 곳에서 식각 속도가 높은 불균일 식각 영역이 발생한다. 30mm의 길이(L)를 갖는 셔터로 차폐한 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각을 하는 경우, 상기 식각용 기재의 30mm 위치에서 수직 깊이 분포에 변화가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.Figure 13 is a graph showing the depth gradient according to the position of the etching substrate for plasma etching using a Faraday box without a shutter and shielded with a shutter having a length (L) of 30 mm according to an embodiment of the present invention. It's a degree. As shown in FIG. 5, when plasma etching is performed using the Faraday box of the present invention for 5 minutes without a shutter, non-uniform etching areas with high etching speed occur in two places. When plasma etching was performed using a Faraday box shielded with a shutter having a length (L) of 30 mm, it was confirmed that a change occurred in the vertical depth distribution at the 30 mm position of the etching substrate.

이에 따라, 상기 식각용 기재 40mm 내지 55mm의 위치에서 식각 깊이의 기울기를 관찰하였다. Accordingly, the slope of the etching depth was observed at a position of 40 mm to 55 mm from the etching substrate.

이때, 상기 식각용 기재는 길이가 30mm인 것을 준비하였으며, 상기 도 13의 x축의 30mm 내지 60mm의 위치에 배치하고, 상기 식각용 기재의 식각된 깊이는 상기 도 13의 x축의 30mm 내지 52mm 위치에서 측정하였다.At this time, the etching substrate was prepared with a length of 30 mm and placed at a position between 30 mm and 60 mm on the x-axis of FIG. 13, and the etched depth of the etching substrate was between 30 mm and 52 mm on the x-axis of FIG. Measured.

실시예1Example 1

상기 식각용 기재는 길이가 30mm인 것을 준비하였으며, 상기 도 13의 x축의 30mm 내지 60mm의 위치에 배치하고, 3분 30초 동안 플라즈마 식각을 진행하였다. 이때 셔터의 길이는 40mm인 것을 파라데이 상자의 경사부 하부에 위치시켰다. 상기 식각용 기재의 식각된 깊이는 상기 도 13의 x축의 30mm 내지 52mm 위치에서 측정하였다. The etching substrate was prepared with a length of 30 mm, placed at a position between 30 mm and 60 mm on the x-axis of FIG. 13, and plasma etching was performed for 3 minutes and 30 seconds. At this time, a shutter with a length of 40 mm was placed at the bottom of the slope of the Faraday box. The etched depth of the etching substrate was measured at a position of 30 mm to 52 mm on the x-axis of FIG. 13.

비교예1Comparative Example 1

상기 실시예 1에서 셔터의 길이가 35mm인 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 조건으로 플라즈마 식각을 하였다.Plasma etching was performed under the same conditions as Example 1, except that the length of the shutter in Example 1 was 35 mm.

비교예2Comparative example 2

상기 실시예 1에서 셔터의 길이가 30mm인 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 조건으로 플라즈마 식각을 하였다.Plasma etching was performed under the same conditions as Example 1, except that the length of the shutter in Example 1 was 30 mm.

도 14는 본 발명의 일실시상태에 따른 30mm, 35mm 및 40mm의 길이를 갖는 셔터로 차폐한 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각을 하고, 각각의 식각용 기재의 위치에 따라 깊이 구배를 나타낸 그래프도이다. 상기 도 14에서 목표 프로파일(profile)은 회절도광판에서 요구되는 깊이 기울기에 해당하며, 초기 15mm(도 14에서 x축 45mm 위치) 위치에서 35도의 경사를 갖고 50 nm의 깊이를 갖는 것을 요구하며, 최종 깊이 270nm을 갖는 깊이 구배를 요구한다. 상기 목표 프로파일과 유사한 깊이 변화 기울기를 갖는 것, 즉 상기 목표 프로파일과 유사한 깊이 구배를 갖는 것은 셔터의 길이가 40mm인 것(실시예 1)으로 플라즈마 식각을 진행한 것임을 확인할 수 있다.Figure 14 is a graph showing plasma etching using a Faraday box shielded with shutters having lengths of 30 mm, 35 mm, and 40 mm according to an embodiment of the present invention, and showing the depth gradient according to the position of each etching substrate. am. The target profile in FIG. 14 corresponds to the depth slope required for the diffraction light guide plate, and is required to have a slope of 35 degrees at the initial 15 mm (45 mm x-axis position in FIG. 14) position and a depth of 50 nm, and the final A depth gradient with a depth of 270 nm is required. It can be confirmed that plasma etching was performed with a shutter length of 40 mm (Example 1) that has a depth change slope similar to the target profile, that is, a depth gradient similar to the target profile.

도 15는 본 발명의 일실시상태에 따른 30mm, 35mm 및 40mm의 길이를 갖는 셔터로 차폐한 파라데이 상자를 이용하여 플라즈마 식각을 하고, 각각의 식각용 기재의 위치에 따라 깊이 구배를 확인할 수 있는 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 이미지이다. 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에서 위치 37mm, 43mm 및 49mm에서 깊이를 측정하였다. 상기 위치에서의 목표 깊이는 각각 55nm, 100nm 및 200nm에 해당하고 상기 도 15에서 셔터가 40mm인 실시예 1이 목표하는 깊이에 가장 근접하는 것을 확인할 수 있다.Figure 15 shows plasma etching using a Faraday box shielded with shutters having lengths of 30 mm, 35 mm, and 40 mm according to an embodiment of the present invention, and depth gradients can be confirmed according to the positions of each etching substrate. This is an image observed with a scanning electron microscope (SEM). In Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the depth was measured at positions 37 mm, 43 mm, and 49 mm. The target depths at the above positions correspond to 55 nm, 100 nm, and 200 nm, respectively, and it can be seen from FIG. 15 that Example 1 with a shutter of 40 mm is closest to the target depth.

따라서, 본 발명의 파라데이 상자 및 이를 이용한 플라즈마 식각 방법은 식각용 기재의 일부를 확장부에 구비하여 상기 식각용 기재의 안쪽으로 기울어진 패턴을 갖는 패턴부를 형성할 수 있으며, 메쉬부에 특정한 길이의 셔터부를 배치함으로써, 깊이 구배를 정밀하게 조절할 수 있는 것을 확인하였다.Therefore, the Faraday box and the plasma etching method using the same of the present invention can form a pattern portion having a pattern inclined inward of the etching substrate by providing a part of the etching substrate to the expanded portion, and the mesh portion has a specific length. It was confirmed that the depth gradient could be precisely controlled by arranging the shutter part of .

1: 원통형 파라데이 상자
3: 메쉬부
5: 바닥면
7: 식각용 기재
9: 지지대
11: 바닥면
13: 경사부
15: 메쉬부
17: 확장부
19: 식각용 기재
21: 셔터
1: Cylindrical Faraday Box
3: Mesh part
5: bottom surface
7: Substrate for etching
9: support
11: bottom surface
13: inclined portion
15: Mesh part
17: Extension part
19: Substrate for etching
21: Shutter

Claims (19)

바닥면, 상기 바닥면과 경사지게 배치되되 메쉬부가 형성된 경사부 및 상기 바닥면은 상기 경사부의 하단부 외측으로 확장 형성된 확장부를 구비하는 파라데이 상자.A Faraday box comprising a bottom surface, an inclined portion disposed at an angle to the bottom surface and having a mesh portion formed thereon, and an extension portion where the bottom surface extends outward from a lower end of the inclined portion. 청구항 1에 있어서,
상기 바닥면과 경사부가 형성하는 각은 30° 이상 70° 이하인 것인 파라데이 상자.
In claim 1,
A Faraday box, wherein the angle formed by the bottom surface and the inclined portion is 30° or more and 70° or less.
청구항 1에 있어서,
상기 파라데이 상자는 상기 메쉬부 상에 셔터를 더 포함하는 것인 파라데이 상자.
In claim 1,
The Faraday box further includes a shutter on the mesh portion.
청구항 1의 파라데이 상자의 바닥면에 식각용 기재를 제공하는 단계; 및
상기 식각용 기재 상에 플라즈마 식각을 수행하여 제1 패턴부를 형성하는 제1 패턴부 형성 단계;를 포함하며,
상기 식각용 기재를 제공하는 단계는 상기 식각용 기재의 일부를 상기 확장부에 위치시키는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
Providing a substrate for etching on the bottom of the Faraday box of claim 1; and
A first pattern portion forming step of forming a first pattern portion by performing plasma etching on the etching substrate,
The step of providing the substrate for etching includes placing a portion of the substrate for etching in the expanded portion.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 패턴부 형성 단계 이후,
상기 식각용 기재의 제1 패턴부가 형성된 부분을 상기 확장부에 위치하도록 상기 식각용 기재를 상기 바닥면에 제공하고, 상기 식각용 기재 상에 플라즈마 식각을 수행하여 제2 패턴부를 형성하는 제2 패턴부 형성 단계를 수행하는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
After the first pattern portion forming step,
A second pattern in which the etching substrate is provided on the bottom surface so that the portion where the first pattern portion of the etching substrate is formed is located in the expansion portion, and plasma etching is performed on the etching substrate to form a second pattern portion. A plasma etching method using a Faraday box, wherein the part forming step is performed.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 플라즈마 식각은 상기 메쉬부의 적어도 일부를 셔터로 차폐한 후 수행하는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4 or claim 5,
The plasma etching method using a Faraday box, wherein the plasma etching is performed after shielding at least a portion of the mesh portion with a shutter.
청구항 6에 있어서,
상기 셔터는 상기 메쉬부의 20 % 내지 80 % 영역을 차폐하는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 6,
A plasma etching method using a Faraday box, wherein the shutter shields 20% to 80% of the mesh portion.
청구항 4에 있어서,
상기 식각용 기재는 바닥면과 나란하게 구비되는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
A plasma etching method using a Faraday box, wherein the etching substrate is provided parallel to the bottom surface.
청구항 4에 있어서,
상기 식각용 기재는 석영 기판 또는 실리콘 웨이퍼인 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
A plasma etching method using a Faraday box, wherein the etching substrate is a quartz substrate or a silicon wafer.
청구항 4에 있어서,
상기 메쉬부는 0.5 Ω/□ 이상의 면저항을 가지는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
A plasma etching method using a Faraday box, wherein the mesh portion has a sheet resistance of 0.5 Ω/□ or more.
청구항 4에 있어서,
상기 메쉬부는 금속 메쉬 상에 불화탄소 라디칼이 흡착된 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
A plasma etching method using a Faraday box, wherein the mesh portion is formed by adsorbing fluorocarbon radicals on a metal mesh.
청구항 4에 있어서,
상기 플라즈마 식각은, 플라즈마 식각 장치의 출력을 0.75 kW 이상 4 kW 이하로 조절하는 것을 포함하는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
The plasma etching method includes adjusting the output of the plasma etching device to 0.75 kW or more and 4 kW or less.
청구항 4에 있어서,
상기 플라즈마 식각은, 플라즈마 식각 장치에 반응성 가스 및 산소 가스를 포함하는 혼합 가스를 10 sccm 이상 75 sccm 이하로 공급하는 것을 포함하는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
The plasma etching is a plasma etching method using a Faraday box, which includes supplying a mixed gas containing a reactive gas and oxygen gas to the plasma etching device at a rate of 10 sccm or more and 75 sccm or less.
청구항 13에 있어서,
상기 혼합 가스의 총 유량 중 산소 가스 유량의 함량은 1 % 이상 20 % 이하인 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 13,
A plasma etching method using a Faraday box, wherein the oxygen gas flow content in the total flow rate of the mixed gas is 1% or more and 20% or less.
청구항 4에 있어서,
상기 식각용 기재는 상부에 금속 마스크를 구비한 것이고,
상기 파라데이 상자의 바닥면은 상기 금속 마스크 보다 낮은 이온화 경향을 가지는 금속을 포함하는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
The etching substrate has a metal mask on the top,
A plasma etching method using a Faraday box, wherein the bottom surface of the Faraday box includes a metal having a lower ionization tendency than the metal mask.
청구항 4에 있어서,
상기 식각용 기재는 상부에 금속 마스크를 구비한 것이고,
상기 파라데이 상자의 바닥면은 상기 금속 마스크의 표준환원전위보다 1 V 이상 높은 금속을 포함하는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
The etching substrate has a metal mask on the top,
A plasma etching method using a Faraday box, wherein the bottom surface of the Faraday box contains metal 1 V or more higher than the standard reduction potential of the metal mask.
청구항 4에 있어서,
상기 식각용 기재는 상부에 금속 마스크를 구비한 것이고,
상기 금속 마스크는 알루미늄 및 크롬 중 적어도 1종을 포함하고, 상기 파라데이 상자의 바닥면은 구리를 포함하는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
The etching substrate has a metal mask on the top,
A plasma etching method using a Faraday box, wherein the metal mask contains at least one of aluminum and chromium, and the bottom surface of the Faraday box contains copper.
청구항 4에 있어서,
패턴부가 형성된 상기 식각용 기재는 회절 격자 도광판용 몰드 기재인 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
A plasma etching method using a Faraday box, wherein the etching substrate on which the pattern portion is formed is a mold substrate for a diffraction grating light guide plate.
청구항 4에 있어서,
상기 패턴부를 형성하는 단계는 상기 식각용 기재는 확장부에 수용되도록 구비되어 플라즈마 식각을 수행하는 것인, 파라데이 상자를 이용한 플라즈마 식각 방법.
In claim 4,
In the step of forming the pattern portion, the etching substrate is provided to be accommodated in the expansion portion and plasma etching is performed.
KR1020190044897A 2019-04-17 2019-04-17 Faraday box and method for plasma etching process using thereof KR102599186B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190044897A KR102599186B1 (en) 2019-04-17 2019-04-17 Faraday box and method for plasma etching process using thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190044897A KR102599186B1 (en) 2019-04-17 2019-04-17 Faraday box and method for plasma etching process using thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200122085A KR20200122085A (en) 2020-10-27
KR102599186B1 true KR102599186B1 (en) 2023-11-07

Family

ID=73136420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190044897A KR102599186B1 (en) 2019-04-17 2019-04-17 Faraday box and method for plasma etching process using thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102599186B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100281241B1 (en) 1998-11-19 2001-06-01 하대규 Plasma etching by changing the lattice plane of the top of Faraday box
KR101409387B1 (en) 2013-01-16 2014-06-20 아주대학교산학협력단 Method for fabricating slanted copper nano rod structures
KR101509529B1 (en) 2013-07-31 2015-04-07 아주대학교산학협력단 Three-dimensional copper nanostructures and fabricating method therefor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11260795A (en) * 1998-03-16 1999-09-24 Hitachi Ltd Surface working equipment
KR102060551B1 (en) * 2017-08-16 2020-02-11 주식회사 엘지화학 Manufacturing mathod of mold substrate for diffraction grating light guide plate and manufacturing mathod of manufacturing diffraction grating light guide plate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100281241B1 (en) 1998-11-19 2001-06-01 하대규 Plasma etching by changing the lattice plane of the top of Faraday box
KR101409387B1 (en) 2013-01-16 2014-06-20 아주대학교산학협력단 Method for fabricating slanted copper nano rod structures
KR101509529B1 (en) 2013-07-31 2015-04-07 아주대학교산학협력단 Three-dimensional copper nanostructures and fabricating method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200122085A (en) 2020-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3660886B1 (en) Plasma etching method using faraday cage
KR102133279B1 (en) Manufacturing method of mold for diffraction grating light guide plate and manufacturing method of diffraction grating light guide plate
JP7086415B2 (en) Plasma etching method using Faraday cage
EP3712927B1 (en) Plasma etching method using faraday cage
JP6925691B2 (en) Manufacturing method of molded base material for diffraction grating light guide plate and manufacturing method of diffraction grating light guide plate
EP3819929B1 (en) Plasma etching method using faraday box
KR102548183B1 (en) Method for plasma etching process using faraday box
KR102599186B1 (en) Faraday box and method for plasma etching process using thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant