KR20220094085A - Ion Beam Sputtering Apparatus for Manufacturing a Wire Grid Polarizer - Google Patents
Ion Beam Sputtering Apparatus for Manufacturing a Wire Grid Polarizer Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220094085A KR20220094085A KR1020210012686A KR20210012686A KR20220094085A KR 20220094085 A KR20220094085 A KR 20220094085A KR 1020210012686 A KR1020210012686 A KR 1020210012686A KR 20210012686 A KR20210012686 A KR 20210012686A KR 20220094085 A KR20220094085 A KR 20220094085A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ion beam
- shutter
- manufacturing
- sputtering target
- sputtering apparatus
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3435—Applying energy to the substrate during sputtering
- C23C14/3442—Applying energy to the substrate during sputtering using an ion beam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/225—Oblique incidence of vaporised material on substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/3414—Targets
- H01J37/3423—Shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/3447—Collimators, shutters, apertures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선형 초점형 이온빔 소스와 실린더형 또는 다각형 기둥에 장착된 평판형 스퍼터링 타겟을 적용하여 대면적 편광필터의 반사 및 흡수막을 코팅하기 위한 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter, and more particularly, by applying a linear focus type ion beam source and a planar type sputtering target mounted on a cylindrical or polygonal column for coating the reflection and absorption film of a large area polarizing filter It relates to an ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter.
통상적으로 박막을 형성하기 위한 증착장치는 전자빔을 사용한 증착장치와 플라즈마 이온을 사용하는 스퍼터링 장치가 있다.In general, a deposition apparatus for forming a thin film includes a deposition apparatus using an electron beam and a sputtering apparatus using plasma ions.
전자빔을 사용한 증착장치는 소정의 전압에 의하여 가속화된 전자를 진공용기 내에 배치한 도가니(crucible) 내의 재료에 조사하여 가열함으로써 증발시키고, 이 증발된 재료를 진공용기 내에 배치한 피증착부재인 기판의 표면에 부착되도록 하여 박막을 형성하는 것이다. A vapor deposition apparatus using an electron beam irradiates electrons accelerated by a predetermined voltage to a material in a crucible placed in a vacuum container and heats it to evaporate, and the evaporated material is placed in a vacuum container to form a substrate, which is a member to be deposited. It is to form a thin film by making it adhere to the surface.
이러한 전자빔을 사용한 증착장치는 타켓 원료 소모율이 매우 크며, 기판에 증착물질이 균일하게 코팅되지 않는 불균일도가 발생한다. 이에 전자빔을 사용한 증착장치를 적용하여 대면적 편광필터의 반사 및 흡수막을 양산용으로 코팅하는데 어려움이 있다.The deposition apparatus using such an electron beam consumes a very large target raw material, and there is a degree of non-uniformity in which the deposition material is not uniformly coated on the substrate. Accordingly, it is difficult to apply a deposition apparatus using an electron beam to coat the reflection and absorption film of a large-area polarizing filter for mass production.
한편, 한국특허공개 제10-1998-055989호(이온빔 스퍼터링 증착장치)에는 피증착물(스퍼터링 타켓)이 회전수단에 의해 회전할 수 있게 구성하고 있다. 이온건으로부터 조사되는 이온빔이 회전하는 피증착물스퍼터링 타켓)의 표면 전체에 균일하게 조사되게 됨에 따라 피증착물스퍼터링 타켓)이 균일하게 스퍼터링된다.On the other hand, Korean Patent Laid-Open No. 10-1998-055989 (Ion Beam Sputtering Deposition Apparatus) is configured such that the vapor-deposited object (sputtering target) can be rotated by a rotating means. As the ion beam irradiated from the ion gun is uniformly irradiated to the entire surface of the rotating target sputtering target), the target sputtering target) is uniformly sputtered.
종래기술은, 스퍼터링 과정이 진행됨에 따라 타겟 외경이 점차 작아지면서 스퍼터링 타켓으로 출력되는 이온빔의 초점 위치와 타켓에서 스퍼터링된 후 편광 격자에 입사되는 증착물질의 입사각도 달라지게 된다. 증착물질의 입사각이 달라지면 투과 및 편광 품질이 달라지게 되어 편광필터의 품질이 저하되는 결과를 초래할 수 있다.In the prior art, as the outer diameter of the target gradually decreases as the sputtering process progresses, the focal position of the ion beam output to the sputtering target and the angle of incidence of the deposition material incident on the polarization grating after sputtering from the target are also changed. If the incident angle of the deposition material is changed, the quality of transmission and polarization may be changed, which may result in deterioration of the quality of the polarizing filter.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,The present invention is to solve the problems of the prior art,
첫째, 선형 초점형 이온빔 소스와 실린더형 또는 다각형 기둥에 장착된 평판형 스퍼터링 타겟을 적용하여 대면적 편광필터의 반사 및 흡수막을 코팅할 수 있고,First, it is possible to coat the reflection and absorption film of a large-area polarizing filter by applying a linear focus type ion beam source and a planar sputtering target mounted on a cylindrical or polygonal column,
둘째, 스퍼터링 타겟의 소모율을 낮추는 동시에 증착물질이 다수의 편광격자에 균일하게 증착할 수 있고,Second, while lowering the consumption rate of the sputtering target, the deposition material can be uniformly deposited on a plurality of polarization gratings,
셋째, 고진공 환경에서 비등방성공정이 가능하고, 인라인 대면적 양산이 가능한, 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치를 제공하고자 한다.Third, it is intended to provide an ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter that is capable of anisotropic processing in a high vacuum environment and capable of in-line large-area mass production.
본 발명에 따른 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치는 스퍼터링 타켓, 초점형 이온빔 발생장치, 셔터, 셔터 제어부, 메인 제어부, 차폐 마스크, 이송 트레이, 구동부를 포함하여 구성할 수 있다.The ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter according to the present invention may include a sputtering target, a focal type ion beam generator, a shutter, a shutter control unit, a main control unit, a shielding mask, a transfer tray, and a driving unit.
스퍼터링 타켓은 실린더형 또는 다각형 기둥에 장착된 평판형으로 구현되며, 이온빔이 표면에 충돌하여 스퍼터링된 증착물질을 방출한다. 스퍼터링 타켓은 타켓이 부착되는 홀더와 홀더를 지지하는 홀더 지지대로 이루어지고, 홀더 지지대에 홀더를 회전시키는 회전수단이 마련될 수 있다.The sputtering target is implemented as a flat plate mounted on a cylindrical or polygonal column, and the ion beam collides with the surface to emit the sputtered deposition material. The sputtering target consists of a holder to which the target is attached and a holder support for supporting the holder, and a rotating means for rotating the holder may be provided on the holder support.
초점형 이온빔 발생장치는 플라즈마 이온을 생성하고 생성된 이온들을 집속시켜 선형 초점형 이온빔으로 상기 스퍼터링 타겟으로 출력하되, 이온빔이 입사하는 타켓 표면과 수직한 면을 기준으로 입사각이 60도 이상, 85도 이하가 되도록 이온빔을 출력한다.The focused ion beam generator generates plasma ions and focuses the generated ions to output them to the sputtering target as a linear focused ion beam, but the incident angle is 60 degrees or more, 85 degrees based on a plane perpendicular to the target surface on which the ion beam is incident The ion beam is output as follows.
셔터는 스퍼터링 타켓에서 방출되는 증착물질을 차단한다. 셔터 제어부는 셔터를 스퍼터링 타켓과 이송 트레이 사이에 삽입하거나 이탈시킨다. 메인 제어부는 셔터 제어부로 셔터 삽입 신호 또는 셔터 이탈 신호를 전송할 수 있다.The shutter blocks the deposition material emitted from the sputtering target. The shutter control unit inserts or removes the shutter between the sputtering target and the transfer tray. The main controller may transmit a shutter insertion signal or a shutter release signal to the shutter controller.
이송 트레이는 편광 격자가 형성된 기판을 이송시킨다. 구동부는 이송 트레이를 일정 방향으로 구동한다. The transfer tray transfers the substrate on which the polarization grating is formed. The driving unit drives the transport tray in a certain direction.
이송 트레이는 수평축을 기준으로 편광 격자가 형성된 기판이 10도 이상, 20도 이하로 기울어져 이송되도록 메인 제어부에 의해 제어될 수 있다. The transfer tray may be controlled by the main controller so that the substrate on which the polarization grating is formed is transferred at an angle of 10 degrees or more and 20 degrees or less with respect to the horizontal axis.
차폐 마스크는 셔터와 이송 트레이 사이에 배치되며, 증착물질이 통과하는 슬릿이 형성된다. The shielding mask is disposed between the shutter and the transfer tray, and a slit through which the deposition material passes is formed.
스퍼터링 타겟은 원통형 또는 4면 이상 8면 이하의 다각형 기둥에 부착된 원통향 또는 평판형 모양일 수 있다.The sputtering target may have a cylindrical shape or a cylindrical or planar shape attached to a polygonal pole having at least 4 sides and not more than 8 sides.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치에 의하면, 초점형 이온빔 발생장치와 실린더형 또는 다각형 기둥에 장착된 평판형 스퍼터링 타겟을 적용하여 대면적 편광필터의 반사 및 흡수막을 코팅할 수 있다. According to the ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter of the present invention having such a configuration, the reflection and absorption film of the large-area polarizing filter can be coated by applying the focal-type ion beam generator and the flat-type sputtering target mounted on a cylindrical or polygonal column. .
본 발명의 초점형 이온빔 발생장치에서 이온빔이 입사하는 타켓 표면과 수직한 면을 기준으로 입사각이 60도 이상, 85도 이하가 되도록 이온빔을 출력하도록 구현됨으로써, 높은 스퍼터링 수율(yield)을 얻을 수 있다. 즉, 동일 전력으로 많은 양의 타겟 물질을 코팅하는 효과가 있다.In the focused ion beam generator of the present invention, the ion beam is output so that the angle of incidence is 60 degrees or more and 85 degrees or less based on a plane perpendicular to the target surface on which the ion beam is incident, so that a high sputtering yield can be obtained. . That is, there is an effect of coating a large amount of the target material with the same power.
또한, 본 발명의 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치에 의하면, 셔터와 이송 트레이 사이에 증착물질이 통과하는 슬릿이 형성된 차폐 마스크가 배치됨으로써, 셔터에 의해 1차로 불순물이 걸러지고 2차로 차폐 마스크에 의해 불순물이 걸러지게 되어 박막 특성에 최적인 스퍼터링 분자 물질을 균일하게 증착할 수 있다.In addition, according to the ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter of the present invention, a shielding mask having a slit through which the deposition material passes is disposed between the shutter and the transfer tray, so that impurities are primarily filtered out by the shutter, and impurities are secondarily filtered out by the shielding mask This is filtered so that the sputtering molecular material optimal for thin film properties can be uniformly deposited.
또한, 본 발명의 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치에 의하면, 입사각이 60도 이상, 85도 이하가 되도록 이온빔을 스퍼터링 타겟에 출력하여 스퍼터링된 증착물질을 셔터를 통해 제어함으로써, 다수의 편광 격자에 증착물질을 균일하게 증착할 수 있다.In addition, according to the ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter of the present invention, the ion beam is output to the sputtering target so that the angle of incidence is 60 degrees or more and 85 degrees or less, and the sputtered deposition material is controlled through a shutter. can be uniformly deposited.
스퍼터링 과정이 진행됨에 따라 타겟 외경이 점차 작아지면서, 타켓으로 출력되는 이온빔의 초점 위치와 타켓에서 스퍼터링된 후 편광 격자에 입사되는 증착물질의 입사각도 달라지게 된다. 이를 해소하기 위해 이송 트레이는 수평축을 기준으로 편광 격자가 형성된 기판이 10도 이상, 20도 이하로 기울어져 이송되도록 메인 제어부에 의해 제어됨으로써, 이송 트레이의 기울기로 코팅물질 입사각을 보상할 수 있다. 즉, 고진공 환경에서 비등방성공정이 가능하고, 인라인 대면적 양산이 가능하다.As the outer diameter of the target gradually decreases as the sputtering process progresses, the focal position of the ion beam output to the target and the angle of incidence of the deposition material incident on the polarization grating after being sputtered from the target are also changed. In order to solve this problem, the transfer tray is controlled by the main controller so that the substrate on which the polarization grating is formed is transferred at an angle of 10 degrees or more and 20 degrees or less with respect to the horizontal axis, thereby compensating for the angle of incidence of the coating material with the inclination of the transfer tray. That is, anisotropic processing is possible in a high vacuum environment, and inline large-area mass production is possible.
도 1 은 본 발명에 따른 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 제1 실시예이다.
도 2 는 본 발명에 따른 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치에 의해 증착물질이 코팅된 편광 격자를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 제2 실시예이다.1 is a first embodiment for explaining the main configuration of an ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter according to the present invention.
2 is an exemplary view for explaining a polarization grating coated with a deposition material by an ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter according to the present invention.
3 is a second embodiment for explaining the main configuration of the ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter according to the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 따른 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 제1 실시예이다.1 is a first embodiment for explaining the main configuration of an ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter according to the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치는 스퍼터링 타켓(110), 초점형 이온빔 발생장치(120), 셔터(130), 차폐 마스크(140), 이송 트레이(150)를 포함하여 구성할 수 있다.1, the ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter according to the present invention includes a sputtering
본 발명에 따른 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치는 내부에 밀폐 공간을 형성하는 진공 챔버 내에 구성된다. 진공 챔버의 일측에는 내부 공간의 진공도를 조절하는 진공 펌프가 결합될 수 있다. 진공 챔버는 진공도를 높여 산소 함유량을 최소로 하는 것이 바람직할 수 있다. 진공 챔버에는 공정에 따라 비반응 가스나 반응 가스가 주입된다. 비반응 가스는 예를들어 Ar, Ne, He, Xe 등이 있고, 반응 가스로는 N2, O2, CH4, CF4 등이 있다. 경우에 따라서는 비반응 가스와 반응 가스를 혼합하여 사용하기도 한다.The ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter according to the present invention is configured in a vacuum chamber forming a sealed space therein. A vacuum pump for controlling the degree of vacuum of the internal space may be coupled to one side of the vacuum chamber. It may be desirable for the vacuum chamber to have a high degree of vacuum to minimize the oxygen content. A non-reactive gas or a reactive gas is injected into the vacuum chamber according to a process. The non-reactive gas includes, for example, Ar, Ne, He, Xe, and the like, and the reactive gas includes N2, O2, CH4, CF4, and the like. In some cases, a mixture of a non-reactive gas and a reactive gas is used.
스퍼터링 타켓(110)은 실린더형 또는 다각형 기둥에 장착된 평판형으로 구현되며, 이온빔이 표면에 충돌하여 스퍼터링된 증착물질을 방출한다. 타겟 또는 증발 물질로는 실리콘(Si), 이트륨(Y), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 네오듐(Nd), 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 코발트(Co), 아연(Zn), 주석(Sn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se) 등을 이용할 수 있다. 스퍼터링 타켓(110)은 타켓이 부착되는 홀더와 홀더를 지지하는 홀더 지지대로 이루어지고, 홀더 지지대에 홀더를 회전시키는 회전수단이 마련될 수 있다.The sputtering
평판형 타겟을 사용할 경우, 타겟 부착 모듈은 하나의 평면형 또는 4면 이상의 다각형 기둥 모양일 수 있다. 한 면에 하나의 독립된 평판형 타겟 물질을 클램프를 사용하여 탈착과 부착할 수 있다. 다각형 기둥 모양일 경우 각각의 면에 동일 물질 또는 다른 물질의 타겟을 독립적으로 장착하고 타겟을 교체할 경우 진공을 파기하지 않고 다각형 기둥을 회전시켜 타겟을 바꿀 수 있다. 타겟 뒷면은 냉각수를 흘려 냉각할 수 있다. 바람직하게는 다각형 기둥 모양의 타겟 부착 면은 4면 이상 8면 이하일 수 있다.When using a planar target, the target attachment module may have a single planar shape or a polygonal pole shape with four or more sides. One independent planar target material per side can be detached and attached using clamps. In the case of a polygonal pillar shape, targets of the same or different materials are independently mounted on each side and when the targets are replaced, the target can be changed by rotating the polygonal pillars without breaking the vacuum. The back side of the target can be cooled by flowing cooling water. Preferably, the polygonal columnar shape of the target attachment surface may be 4 or more and 8 or less.
초점형 이온빔 발생장치(120)는 진공 챔버 내의 중성 가스로부터 이온(플라즈마 이온)을 생성하고 생성된 이온들을 집속시켜 선형 초점형 이온빔으로 스퍼터링 타켓(110)으로 방출한다. 초점형 이온빔 발생장치(120)는 예를들어 엔드홀 이온소스를 이용할 수 있다. 엔드홀 이온소스는 자극, 전극 등을 포함하여 내부에 가속 루프를 형성할 수 있다. 전극에 플러스 고전압을 인가하면, 진공 챔버 내부의 내부 전자 또는 플라즈마 전자가 엔드홀 이온소스의 가속 루프 공간의 상대 전극 쪽으로 이동한다. 이때, 전극 사이에 발생하는 자기장에 의해 내부 전자 또는 플라즈마 전자가 힘을 받아 폐 루프를 따라 고속 이동한다. 폐 루프 내의 전자는 루프 내의 중성 가스를 이온화하고, 이온화된 플라즈마 이온 중에서 양이온은 전극과 스퍼터링 타켓(110) 사이의 전위차에 의해 스퍼터링 타켓(110)이 위치해 있는 음극 쪽으로 이동하여 스퍼터링 타켓(110)에 고속으로 충돌하고, 그 결과 시료 표면 원자들이 깎여질 수 있다.The focused
초점형 이온빔 발생장치(120)는 선형 초점형 이온빔으로 스퍼터링 타켓(110)으로 출력하되, 이온빔이 입사하는 타켓 표면과 수직한 면을 기준으로 입사각이 60도 이상, 85도 이하가 되도록 이온빔을 출력한다. 본 발명의 초점형 이온빔 발생장치(120)에서 이온빔이 입사하는 타켓 표면과 수직한 면을 기준으로 입사각이 60도 이상, 85도 이하가 되도록 이온빔을 출력하도록 구현됨으로써, 상대적으로 높은 스퍼터링 수율(yield)을 얻을 수 있고, 동일 전력으로 많은 양의 타겟 물질을 코팅하는 장점이 있다. The focal type
이온빔이 입사하는 타켓 표면과 수직한 면을 기준으로 입사각이 60도 이하인 경우와 입사각이 85도 이상인 경우에는 타겟 표면 원자를 뜯어내기에 충분하지 않은 에너지가 타겟 표면에 입사되어 스퍼터링 수율(yield)이 급격히 감소한다.When the angle of incidence is 60 degrees or less and the angle of incidence is 85 degrees or more with respect to the plane perpendicular to the target surface on which the ion beam is incident, insufficient energy to rip off the target surface atoms is incident on the target surface, and the sputtering yield is reduced. decreases sharply;
셔터(130)는 스퍼터링 타켓(110)에서 방출되는 증착물질을 차단한다. 셔터(130)는 플레이트 형태로 구성할 수 있다. 셔터(130)는 셔터 제어부에 의해 셔터를 스퍼터링 타켓(110)과 이송 트레이(150) 사이에 삽입하거나 이탈될 수 있다. 셔터 제어부는 셔터(130)를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다. 셔터 제어부는 메인 제어부로부터 셔터 삽입 신호 또는 셔터 이탈 신호를 수신한다. 일례로, 메인 제어부는 스퍼터링 타켓(110)에서 방출되는 물질의 종류에 기초하여 셔터 제어부로 셔터 삽입 신호 또는 셔터 이탈 신호를 전송할 수 있다.The
차폐 마스크(140)는 셔터(130)와 이송 트레이(150) 사이에 배치되며, 증착물질이 통과하는 슬릿(141)이 형성된다. 셔터(130)와 이송 트레이(150) 사이에 증착물질이 통과하는 슬릿(141)이 형성된 차폐 마스크(140)가 배치됨으로써, 셔터(130)에 의해 1차로 불순물이 걸러지고 2차로 차폐 마스크(140)에 의해 불순물이 걸러지게 되어 다수의 편광 격자에 증착물질만을 균일하게 증착(코팅)할 수 있다.The shielding
이송 트레이(150)는 편광 격자가 형성된 기판을 이송시킨다. 이송 트레이(150)는 구동부에 의해 일정한 방향으로 구동한다. The
도 2 는 본 발명에 따른 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치에 의해 증착물질이 코팅된 편광 격자를 설명하기 위한 예시도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 제2 실시예이다.2 is an exemplary view for explaining a polarization grating coated with a deposition material by an ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter according to the present invention, and FIG. 3 is an ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter according to the present invention. This is the second embodiment.
도 2 에 도시한 바와 같이, 편광 격자 상부에 스퍼터링 타켓에서 방출되는 증착(코팅)물질이 증착되어 코팅막을 형성한다. 스퍼터링 과정이 진행됨에 따라 스퍼터링 타켓(110)의 외경이 점차 작아지면서, 스퍼터링 타켓(110)으로 출력되는 이온빔의 초점 위치와 스퍼터링 타켓(110)에서 스퍼터링된 후 편광 격자에 입사되는 증착(코팅)물질의 입사각도 달라지게 된다. 편광 격자는 증착(코팅)물질의 입사각(φ)에 따라 투과 및 편광 품질이 달라지기 때문에, 이를 보완하기 위해 증착(코팅)물질 입사각(φ)을 보상해 주어야 한다.As shown in FIG. 2 , a deposition (coating) material emitted from the sputtering target is deposited on the polarization grating to form a coating film. As the sputtering process progresses, the outer diameter of the
도 3 을 참조하면, 이송 트레이(150)는 수평축을 기준으로 편광 격자가 형성된 기판이 10도 이상, 20도 이하로 기울어져 이송되도록 메인 제어부에 의해 제어될 수 있다. 증착(코팅)물질의 입사각(φ)이 20도에서 40도 범위에서 달라지기 때문에 이송 트레이(150)를 10도 이상, 20도 이하의 기울기로 보상하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3 , the
이상 본 발명을 여러 실시예에 기초하여 설명하였는데, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 통상의 기술자라면, 위 실시예를 기술사상을 유지한 채 다른 형태로 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 본 출원의 권리범위는 아래의 특허 청구범위에 의해 정해지므로, 그러한 변형이나 수정이 아래의 특허 청구범위의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.The present invention has been described above based on several embodiments, which are intended to illustrate the present invention. Those skilled in the art will be able to change or modify the above embodiment in other forms while maintaining the technical idea. However, since the scope of the present application is defined by the claims below, such variations or modifications may be construed as being included in the scope of the claims below.
110 : 스퍼터링 타켓
120 : 초점형 이온빔 발생장치
130 : 셔터
140 : 차폐 마스크
141 :슬릿
150 : 이송 트레이110: sputtering target 120: focal type ion beam generator
130: shutter 140: shielding mask
141: slit 150: transport tray
Claims (4)
플라즈마 이온을 생성하고 생성된 이온들을 집속시켜 선형 초점형 이온빔으로 상기 원통형 스퍼터링 타겟으로 출력하되, 이온빔이 입사하는 타켓 표면과 수직한 면을 기준으로 입사각이 60도 이상, 85도 이하가 되도록 이온빔을 출력하는 초점형 이온빔 발생장치;
편광 격자가 형성된 기판을 이송시키는 이송 트레이;
상기 이송 트레이를 구동하는 구동부; 및
상기 초점형 이온빔 발생장치와 이송 트레이 사이에 배치되며, 증착물질이 통과하는 슬릿이 형성된 차폐 마스크;를 포함하는 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치.a cylindrical sputtering target in which an ion beam collides with a surface to emit a sputtered deposition material;
Plasma ions are generated and the generated ions are focused and outputted to the cylindrical sputtering target as a linear focused ion beam. a focal-type ion beam generator that outputs;
a transfer tray for transferring the substrate on which the polarization grating is formed;
a driving unit for driving the transfer tray; and
and a shielding mask disposed between the focus-type ion beam generator and the transfer tray and having a slit through which the deposition material passes.
상기 스퍼터링 타켓에서 방출되는 증착물질을 차단하는 셔터;
상기 셔터를 삽입하거나 이탈시키는 셔터 제어부; 및
상기 셔터 제어부로 셔터 삽입 신호 또는 셔터 이탈 신호를 전송하는 메인 제어부를 더 포함하는, 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치.The method of claim 1,
a shutter blocking the deposition material emitted from the sputtering target;
a shutter control unit for inserting or releasing the shutter; and
The ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter further comprising a main control unit for transmitting a shutter insertion signal or a shutter departure signal to the shutter control unit.
수평축을 기준으로 편광 격자가 형성된 기판이 10도 이상, 20도 이하로 기울어져 이송되도록 상기 메인 제어부에 의해 제어되는, 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치.The method of claim 2, wherein the transport tray is
An ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter, controlled by the main control unit so that the substrate on which the polarization grating is formed with respect to the horizontal axis is transferred at an angle of 10 degrees or more and 20 degrees or less.
상기 스퍼터링 타겟은,
원통형 또는 4면 이상 8면 이하의 다각형 기둥에 부착된 원통형 또는 평판형 모양인 것을 특징으로 하는, 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치.
The method of claim 1,
The sputtering target is
An ion beam sputtering apparatus for manufacturing a polarizing filter, characterized in that it has a cylindrical or flat shape attached to a cylindrical or polygonal column having more than 4 sides and not more than 8 sides.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20200185138 | 2020-12-28 | ||
KR1020200185138 | 2020-12-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220094085A true KR20220094085A (en) | 2022-07-05 |
KR102579090B1 KR102579090B1 (en) | 2023-09-15 |
Family
ID=82401753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210012686A KR102579090B1 (en) | 2020-12-28 | 2021-01-28 | Ion Beam Sputtering Apparatus for Manufacturing a Wire Grid Polarizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102579090B1 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980055989A (en) | 1996-12-28 | 1998-09-25 | 이우복 | Ion Beam Sputtering Deposition System |
US6238531B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-05-29 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus to improve the properties of ion beam deposited films in an ion beam sputtering system |
KR20070097795A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-05 | 엘지전자 주식회사 | Sputtering apparatus for oblique deposition of thin film |
JP2008038245A (en) * | 2006-07-14 | 2008-02-21 | Seiko Epson Corp | Film deposition apparatus and film deposition method |
KR20120073803A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 엘지이노텍 주식회사 | Method for manufacturing wire grid polarizer |
KR20160029041A (en) * | 2016-02-17 | 2016-03-14 | 한국기계연구원 | Apparatus for processing an object |
KR20170023826A (en) | 2014-06-25 | 2017-03-06 | 목스테크, 인크 | Wire grid polarizer with dual absorptive regions |
KR20170050741A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-11 | 엘지디스플레이 주식회사 | Reflective Polarizer And Display Device Including The Same |
KR20200134826A (en) * | 2019-05-23 | 2020-12-02 | (주)화인솔루션 | Ion Milling and Sputtering Apparatus |
-
2021
- 2021-01-28 KR KR1020210012686A patent/KR102579090B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980055989A (en) | 1996-12-28 | 1998-09-25 | 이우복 | Ion Beam Sputtering Deposition System |
US6238531B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-05-29 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus to improve the properties of ion beam deposited films in an ion beam sputtering system |
KR20070097795A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-05 | 엘지전자 주식회사 | Sputtering apparatus for oblique deposition of thin film |
JP2008038245A (en) * | 2006-07-14 | 2008-02-21 | Seiko Epson Corp | Film deposition apparatus and film deposition method |
KR20120073803A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 엘지이노텍 주식회사 | Method for manufacturing wire grid polarizer |
KR20170023826A (en) | 2014-06-25 | 2017-03-06 | 목스테크, 인크 | Wire grid polarizer with dual absorptive regions |
KR20170050741A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-11 | 엘지디스플레이 주식회사 | Reflective Polarizer And Display Device Including The Same |
KR20160029041A (en) * | 2016-02-17 | 2016-03-14 | 한국기계연구원 | Apparatus for processing an object |
KR20200134826A (en) * | 2019-05-23 | 2020-12-02 | (주)화인솔루션 | Ion Milling and Sputtering Apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102579090B1 (en) | 2023-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1184483B1 (en) | Thin-film formation system and thin-film formation process | |
KR20010042128A (en) | Method and apparatus for deposition of biaxially textured coatings | |
US20020144903A1 (en) | Focused magnetron sputtering system | |
JP2019519673A (en) | Method for coating a substrate, and coater | |
US20040083969A1 (en) | Film forming apparatus, substrate for forming oxide thin film, and production method thereof | |
KR102579090B1 (en) | Ion Beam Sputtering Apparatus for Manufacturing a Wire Grid Polarizer | |
WO2021074953A1 (en) | Film forming method and film forming apparatus | |
JP2946402B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
US8691064B2 (en) | Sputter-enhanced evaporative deposition apparatus and method | |
JP2004256843A (en) | Vacuum vapor deposition apparatus | |
JP2021528815A (en) | Single beam plasma source | |
US20140110248A1 (en) | Chamber pasting method in a pvd chamber for reactive re-sputtering dielectric material | |
EP0776987A1 (en) | Vacuum coating apparatus with a crucible located in the vacuum chamber to receive the evaporation material | |
KR102579089B1 (en) | Method for Manufacturing a Wire Grid Polarizer Using Ion Beam Sputtering Device | |
JP2005320601A (en) | Sputtering system | |
KR20010021341A (en) | Arc type ion plating apparatus | |
US20200165716A1 (en) | Film forming method and film forming apparatus | |
JP3544907B2 (en) | Magnetron sputtering equipment | |
JP3439993B2 (en) | Magnetron sputtering equipment | |
JP4396885B2 (en) | Magnetron sputtering equipment | |
JP2017057487A (en) | Ion beam sputtering device | |
JP2006028563A (en) | Cathodic-arc film deposition method, and film deposition system | |
JP2005281726A (en) | Plasma film deposition method, and apparatus therefor | |
JPH0214426B2 (en) | ||
JP2009001889A (en) | Film deposition method for neutral density filter, neutral density filter using the same, and image pick-up light quantity diaphragm device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |