KR102195136B1 - Apparatus and method for processing plasma - Google Patents
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Abstract
플라즈마 처리 장치에 관한 것으로서, 처리실, 상기 처리실 내에 설치되고, 샘플이 전사된 기판을 재치하는 재치대, 상기 처리실의 상부에 설치되는 상부 전극, 상기 재치대의 하부에 설치되는 하부 전극, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부 및 상기 기판에 바이어스 전압을 인가하는 기판 바이어스 인가부를 포함할 수 있다.A plasma processing apparatus, comprising: a processing chamber, a mounting table installed in the processing chamber and on which a substrate to which a sample is transferred is placed, an upper electrode installed on the processing chamber, a lower electrode installed under the mounting table, the upper electrode, and A plasma generator for generating plasma by applying a bias voltage to the lower electrode, and a substrate bias applying part for applying a bias voltage to the substrate.
Description
본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus and method.
최근 반도체 소자, LCD, 유기EL, PDP(Plasma Display Panel) 등의 구성부품들은 그 구조가 더욱 정밀해지고 있는데, 이렇게 정밀한 구성부품들의 제조 공정 또는 재생 공정을 위해서 일반적으로 플라즈마 처리 장치가 사용되고 있다.Recently, components such as semiconductor devices, LCDs, organic ELs, and plasma display panels (PDPs) have become more precise in structure, and plasma processing apparatuses are generally used for manufacturing or regeneration of such precise components.
종래의 플라즈마 처리 장치는 유도성 결합 플라즈마 소스(Inductively coupled plasma source), 마이크로파 플라즈마 소스(Microwave plasma source), 또는 용량성 결합 플라즈마 소스(Capacitively coupled plasma source) 등을 사용하며, 일반적으로 용량 결합형 평판 플라즈마 처리 장치가 널리 사용되고 있다.Conventional plasma processing apparatuses use an inductively coupled plasma source, a microwave plasma source, or a capacitively coupled plasma source, and are generally capacitively coupled flat plates. Plasma processing apparatuses are widely used.
한편, 종래의 플라즈마 처리 장치는 상하부 전극의 바이어스를 통해 플라즈마와 플럭스(Flux)가 형성되고, 이를 통해 플라즈마의 방향성과 에너지를 조절하는데, 일반적으로, 상하부 전극만으로 플라즈마 형성시 구성하는 요소의 밀도 분포 조절이 어려운 문제점이 있다.On the other hand, in the conventional plasma processing apparatus, plasma and flux are formed through the bias of the upper and lower electrodes, and the direction and energy of the plasma are controlled through this. In general, the density distribution of elements constituting the plasma formation with only the upper and lower electrodes There is a problem that is difficult to control.
이로 인해, 현재로서는 높은 에너지의 양이온, 음이온의 밀도와 낮은 에너지의 라디칼(radical)의 밀도를 각각 조절할 수 있는 방법이 필요한 실정이다. 예를 들어, 2차원 소재의 표면 활성화를 위해서는 낮은 에너지를 갖는 라디칼의 상대적 밀도를 증가시키는 기술이 필요하다.For this reason, there is currently a need for a method capable of controlling the density of high energy cations and anions and the density of low energy radicals, respectively. For example, in order to activate the surface of a two-dimensional material, a technique of increasing the relative density of radicals having low energy is required.
실제로, 안정적인 표면 특성을 갖는 2차원 소재 위 고품위 박막을 화학적으로 증착하기 위해서는 표면 활성화가 필수적이다. 그러나, 2차원 소재의 경우 플라즈마 에너지가 조금만 높으면 쉽게 식각되는 문제가 발생하므로, 샘플 소재 주위 영역에서 이온이나 라디칼을 밀어내거나 당기어 미세하게 플라즈마 에너지를 조절하는 것이 요구된다.In fact, surface activation is essential to chemically deposit a high-quality thin film on a two-dimensional material with stable surface properties. However, in the case of a 2D material, if the plasma energy is a little high, a problem of being easily etched occurs, so it is required to finely control the plasma energy by pushing or pulling ions or radicals from the area around the sample material.
그러나, 종래의 플라즈마 처리 장치의 경우, 전술한 바와 같이 플라즈마의 전체적인 플럭스(Flux)만을 조절할 뿐, 하부 전극에서의 미세한 에너지 조절이 어려워, 이러한 문제를 해결하지 못하는 어려움이 있었다.However, in the case of the conventional plasma processing apparatus, as described above, only the overall flux of the plasma is adjusted, and it is difficult to finely control energy in the lower electrode, and thus, there is a difficulty in solving this problem.
또한, 2차원 소재 위 활성화 되는 부분을 패터닝하기 위해서는 별도의 패터닝 공정이 필요하다. 이에, 종래의 플라즈마 처리 장치의 경우, 패터닝 공정으로서 주로 리소그래피(Lithography) 공정을 이용하고 있는데 이는 가격적 측면에서 비효율 적이며, PR 등 마스크로 쓰이는 재료로 인해 발생하는 불순물 등이 2차원 소재의 성능을 저하시키는 문제가 있었다.In addition, a separate patterning process is required to pattern the active part on the 2D material. Therefore, in the case of a conventional plasma processing apparatus, a lithography process is mainly used as a patterning process, which is inefficient in terms of cost, and impurities generated by materials used as masks such as PR are used as a 2D material. There was a problem that lowered it.
아울러, 현재로서는 메카니컬 마스크(Mechanical mask)를 활용할 수 없는 공정과 같이, 마스크로 쓰이는 재료나 어플리케이션에 따라서 패터닝이 필요하지만 적용하기 어려운 경우, 이를 해결할 수 있는 적절한 방안 또한 없다는 한계가 있었다.In addition, when patterning is required depending on the material or application used as a mask, but difficult to apply, such as a process in which a mechanical mask cannot be used at present, there is a limitation in that there is no appropriate method to solve this problem.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하부 전극의 일측에 형성되어 추가적으로 바이어스 전압을 인가하는 금속을 이용한 전극의 제어를 통해 플라즈마 이온의 움직임을 제어함으로써, 보다 미세한 영역에서 플라즈마 이온 밀도 등의 조절이 가능하며, 이로 인해, 2차원 소재 등의 표면 활성화 정도를 더욱 미세하고 효율적으로 조절할 수 있도록 하는 플라즈마 처리 장치 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, by controlling the movement of plasma ions through control of the electrode using a metal formed on one side of the lower electrode to apply an additional bias voltage, thereby controlling the movement of plasma ions in a finer region. It is possible to control the density and the like, and thus, to provide a plasma processing apparatus and method that allows the degree of surface activation of a two-dimensional material to be more finely and efficiently controlled.
또한, 하부 전극의 일측에 형성되어 추가적으로 바이어스 전압을 인가하는 금속의 패터닝을 통해 부분적으로 바이어스를 인가할 수 있도록 함으로써, 2차원 소재 등의 표면을 선택적으로 활성화시킬 수 있도록 하는 플라즈마 처리 장치 및 방법을 제공하고자 한다.In addition, a plasma processing apparatus and method capable of selectively activating a surface of a two-dimensional material, etc., by partially applying a bias through patterning of a metal formed on one side of the lower electrode to additionally apply a bias voltage. I want to provide.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로서, 처리실, 상기 처리실 내에 설치되고, 샘플이 전사된 기판을 재치하는 재치대, 상기 처리실의 상부에 설치되는 상부 전극, 상기 재치대의 하부에 설치되는 하부 전극, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부 및 상기 기판에 바이어스 전압을 인가하는 기판 바이어스 인가부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기판 바이어스 인가부는 상기 기판에 인가되는 바이어스 전압을 제어함으로써 상기 발생된 플라즈마를 이용하여 상기 샘플을 활성화시킬 수 있다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, an embodiment of the present invention relates to a plasma processing apparatus, comprising: a processing chamber, a mounting table installed in the processing chamber, and placing a substrate onto which a sample has been transferred, and an upper portion of the processing chamber. An upper electrode installed on the mounting table, a lower electrode installed under the mounting table, a plasma generating unit generating plasma by applying a bias voltage to the upper electrode and the lower electrode, and a substrate bias applying unit applying a bias voltage to the substrate can do. Here, the substrate bias applying unit may activate the sample using the generated plasma by controlling a bias voltage applied to the substrate.
본 발명의 다른 일 실시예는, 플라즈마 처리 방법에 관한 것으로서, 처리실 내에 설치되고, 샘플이 전사된 기판을 재치하는 단계, 상기 처리실의 상부에 설치되는 상부 전극 및 상기 재치대의 하부에 설치되는 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 단계 및 상기 기판에 바이어스 전압을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기판에 바이어스 전압을 인가하는 단계는 상기 기판에 인가되는 바이어스 전압을 제어함으로써 상기 발생된 플라즈마를 이용하여 상기 샘플을 활성화시킬 수 있다.Another embodiment of the present invention relates to a plasma processing method, comprising the steps of placing a substrate installed in a processing chamber and onto which a sample has been transferred, an upper electrode installed above the processing chamber, and a lower electrode installed below the mounting table. It may include generating plasma by applying a bias voltage to the substrate, and applying a bias voltage to the substrate. Here, in the step of applying a bias voltage to the substrate, the sample may be activated using the generated plasma by controlling a bias voltage applied to the substrate.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 컴퓨터 프로그램으로서 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우, 처리실 내에 설치되고, 샘플이 전사된 기판을 재치하고, 상기 처리실의 상부에 설치되는 상부 전극 및 상기 재치대의 하부에 설치되는 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키고, 상기 기판에 바이어스 전압을 인가하고, 상기 기판에 인가되는 바이어스 전압을 제어함으로써 상기 발생된 플라즈마를 이용하여 상기 샘플을 활성화시키도록 하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다. Another embodiment of the present invention, when executed by a computing device as a computer program, is installed in a processing chamber, and a substrate to which a sample has been transferred is placed, and an upper electrode installed on an upper portion of the processing chamber and a lower portion of the mounting table are installed. A sequence of commands to activate the sample using the generated plasma by applying a bias voltage to the lower electrode to generate plasma, applying a bias voltage to the substrate, and controlling a bias voltage applied to the substrate A computer program stored in a medium including a may be provided.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as limiting the present invention. In addition to the above-described exemplary embodiments, there may be additional embodiments described in the drawings and detailed description of the invention.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 하부 전극의 일측에 형성되어 추가적으로 바이어스 전압을 인가하는 금속을 이용한 전극의 제어를 통해 플라즈마 이온의 움직임을 제어함으로써, 보다 미세한 영역에서 플라즈마 이온 밀도 등의 조절이 가능하며, 이로 인해, 2차원 소재 등의 표면 활성화 정도를 더욱 미세하고 효율적으로 조절할 수 있도록 하는 플라즈마 처리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to any one of the above-described problem solving means of the present invention, by controlling the movement of plasma ions through control of the electrode using a metal formed on one side of the lower electrode to additionally apply a bias voltage, plasma ion density in a finer region The plasma processing apparatus and method can be provided so that the degree of surface activation of a two-dimensional material, etc. can be more finely and efficiently controlled.
또한, 본 발명은 하부 전극의 일측에 형성되어 추가적으로 바이어스 전압을 인가하는 금속의 패터닝을 통해 부분적으로 바이어스를 인가할 수 있도록 함으로써, 2차원 소재 등의 표면을 선택적으로 활성화시킬 수 있도록 하는 플라즈마 처리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention is formed on one side of the lower electrode so that the bias can be partially applied through patterning of a metal that additionally applies a bias voltage, thereby selectively activating the surface of a two-dimensional material, etc. And a method.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리실의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 처리 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the configuration of a processing chamber of the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are views showing a plasma processing state of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a plasma processing method according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.In the present specification, the term "unit" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. Further, one unit may be realized by using two or more hardware, or two or more units may be realized by one hardware.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.In the present specification, some of the operations or functions described as being performed by the terminal or device may be performed instead by a server connected to the terminal or device. Likewise, some of the operations or functions described as being performed by the server may also be performed by a terminal or device connected to the server.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying configuration diagram or processing flow chart, specific details for the implementation of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 플라즈마 처리 장치(10)는 기판(100) 및 처리실(200)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
기판(100)에는 샘플이 전사될 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 유리, 웨이퍼, 플렉서블 기판(PI, PET) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.A sample may be transferred to the
샘플은 예를 들어, 탄소 나노 튜브와 같은 1차원 소재를 포함할 수 있다. 또한, 샘플은 예를 들어, 그래핀 소재와 같은 2 차원 소재를 포함할 수 있다. 이러한, 2차원 소재는 매우 안정적인 표면 특성을 갖기 때문에 2차원 소재 상에 고품위 박막 증착을 위한 화학 반응 기반 필름 형성 공정이 잘 진행되지 않는 다는 문제점이 있다. 이에 따라, 2차원 소재를 다양한 전자소자 및 센서에 적용하기 위해서는 표면에 대해 활성화 공정이 필수적으로 요구된다. 본원 발명은 다양한 전자소자 및 센서에 2차원 소재를 적용하기 위해 2차원 소재의 표면을 활성화하는 기술에 해당하며, 표면의 활성화 정도를 제어하고 원하는 부분만 국부적으로 활성화할 수 있도록 하는 구성을 기술적 특징으로 가지고 있다. The sample may comprise a one-dimensional material such as, for example, carbon nanotubes. In addition, the sample may include, for example, a two-dimensional material such as a graphene material. Since such a two-dimensional material has very stable surface characteristics, there is a problem that a chemical reaction-based film formation process for depositing a high-quality thin film on a two-dimensional material does not proceed well. Accordingly, in order to apply a 2D material to various electronic devices and sensors, an activation process is required for the surface. The present invention corresponds to a technology for activating the surface of a two-dimensional material to apply a two-dimensional material to various electronic devices and sensors, and a technical feature of a configuration that controls the degree of activation of the surface and enables local activation of only a desired part. I have it.
본원 발명을 통해, 샘플은 전자소자 및 센서에 적용 가능하도록 활성화될 수 있으며, 패터닝된 기판(100)을 이용하여 부분적으로 바이어싱 전압을 인가시킴으로써 샘플의 전체 영역 중 원하는 일부 영역만 국부적으로 선택하여 활성화될 수 있다. Through the present invention, the sample can be activated to be applicable to electronic devices and sensors, and by partially applying a biasing voltage using the patterned
처리실(200)은 내부에 기판(100)을 재치하고, 상부 및 하부에 설치되는 전극에 바이어스 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키며, 발생된 플라즈마를 이용하여 기판(100)의 샘플을 활성화시키되, 기판(100)에 인가되는 바이어스 전압을 제어함으로써, 샘플의 활성화 정도를 제어할 수 있다.In the
처리실(200)에 대해서는 아래에서 보다 구체적으로 설명하도록 한다.The
이하에서는 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리실에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a processing chamber of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리실의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing the configuration of a processing chamber of the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 처리실(200)은 재치대(210), 상부 전극(230), 하부 전극(250) 플라즈마 발생부(270) 및 기판 바이어스 인가부(290)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
재치대(210)는 처리실(200) 내에 설치되고, 샘플이 전사된 기판(100)을 재치할 수 있다.The mounting table 210 is installed in the
여기서, 재치대(210)는 처리실(200) 내부의 진공 상태가 해제된 후, 기판(100)을 재치할 수 있고, 재치대(210)에 의해 기판(100)이 재치되는 경우, 처리실(200) 내부는 다시 진공 상태로 설정될 수 있다.Here, the mounting table 210 may mount the
상부 전극(230)은 처리실(200) 내의 상부 측에 설치되고, 후술되는 플라즈마 발생부(270)로부터 바이어스 전압을 인가 받을 수 있다. 하부 전극(250)은 재치대(210)의 하부 측에 설치되고, 후술되는 플라즈마 발생부(270)로부터 바이어스 전압을 인가 받을 수 있다. 예를 들어, 상부 전극(230) 및 하부 전극(250)은 금, 백금, 은과 같은 금속으로 구성될 수 있다.The
플라즈마 발생부(270)는 상부 전극(230) 및 하부 전극(250)에 바이어스 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 플라즈마 발생부(270)는 상부 전극(230) 및 하부 전극(250)에 바이어스 전압을 인가하여, 상부 전극(230) 및 하부 전극(250) 사이에 플라즈마 플럭스(Flux)가 형성되도록 할 수 있다.The
여기서, 플라즈마 발생부(270)는 처리실(200)의 진공 상태를 확인한 후, 상부 전극(230) 및 하부 전극(250)에 바이어스 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다.Here, the
또한, 플라즈마 발생부(270)는 사용자에 의해 설정된 바이어스 전압값에 기초하여 상부 전극(230) 및 하부 전극(250)에 바이어스 전압을 인가할 수 있고, 설정된 플라즈마 소스에 기초하여 플라즈마를 발생시킬 수 있으며, 발생된 플라즈마를 확인한 후, 설정된 플라즈마 처리 시간에 기초하여 플라즈마를 이용해 샘플의 활성화를 수행할 수 있다.In addition, the
여기서, 플라즈마 소스는 종류에 따라 음이온, 양이온 및 라디칼(Radical)을 형성할 수 있고, 이렇게 생성된 음이온, 양이온 및 라디칼(Radical)에 의해 기판(100)의 샘플이 활성화될 수 있다.Here, the plasma source may form anions, cations, and radicals according to types, and a sample of the
기판 바이어스 인가부(290)는 기판(100)에 바이어스 전압을 인가할 수 있다. 여기서, 기판 바이어스 인가부(290)는 하부 전극(250)의 일측에 형성될 수 있다.The substrate
여기서, 기판 바이어스 인가부(290)는 앞서 설정된 플라즈마 처리 시간 및 바이어스 전압값에 기초하여 기판(100)에 바이어스 전압을 인가할 수 있다.Here, the substrate
한편, 기판 바이어스 인가부(290)에 의해 바이어스 전압이 인가된 기판(100) 은 양극 혹은 음극으로 대전될 수 있고, 이로 인해, 발생하는 인력 혹은 척력에 의해 샘플의 표면으로 전해지는 플라즈마 이온들의 밀도가 제어될 수 있다.On the other hand, the
즉, 기판 바이어스 인가부(290)는 기판(100)에 양극 바이어스 전압 및 음극 바이어스 전압 중 적어도 어느 하나를 인가함으로써 기판(100)의 일측에 형성되는 양이온 플라즈마 및 음이온 플라즈마 중 적어도 어느 하나를 강화(인력을 형성) 또는 약화(척력을 형성)시킬 수 있고, 이를 통해, 인력 또는 척력을 발생시켜 샘플의 표면으로 전해지는 플라즈마 이온들의 밀도를 제어할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 보다 구체적으로 설명하도록 한다.That is, the substrate
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 플라즈마 처리하는 것에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, plasma processing in the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 처리 모습을 나타낸 도면이다.3 and 4 are views showing a plasma processing state of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 플라즈마 발생부(270)는 상부 전극(230) 및 하부 전극(250)를 통해 플라즈마를 발생시키고, 기판 바이어스 인가부(290)는 기판(100)에 바이어스 전압을 인가하여 기판(100) 상에 전사된 샘플(300)을 활성화시킬 수 있다.Referring to FIG. 3, the
보다 구체적으로, 기판 바이어스 인가부(290)는 표면이 금속막(310)으로 덮인 기판(100)에 바이어스 전압을 인가시킴으로써 기판(100) 상에 전사된 샘플(300)을 활성화시킬 수 있다.More specifically, the substrate
또한, 기판 바이어스 인가부(290)는 샘플(300)이 금속, 그래핀, 탄소나노튜브 등의 전도성이 높은 재료인 경우, 샘플(300) 자체에 바이어스 전압을 인가시킴으로써 샘플(300)을 활성화시킬 수 있다.In addition, the substrate
아울러, 기판 바이어스 인가부(290)는 기판(100)에 인가되는 양극 바이어스 전압 및 음극 바이어스 전압 중 적어도 어느 하나를 인가함으로써 기판(100)의 일측에 형성되는 양이온 플라즈마 및 음이온 플라즈마 중 적어도 어느 하나를 강화 또는 약화시킬 수 있고, 이를 통해, 인력 또는 척력을 발생시켜 샘플(300)의 표면으로 전해지는 플라즈마 이온들의 밀도를 제어할 수 있다.In addition, the substrate
예를 들어, 기판 바이어스 인가부(290)가 기판(100)에 양극 바이어스 전압을 인가하는 경우, 양극 바이어스 전압에 의해 발생하는 척력으로 인해 양이온 플라즈마가 밀려나고, 인력으로 인해 음이온 플라즈마가 끌려오게 된다, 이에 따라, 양이온 플라즈마에 의한 플라즈마 밀도가 감소될 수 있고, 음이온 플라즈마에 의한 플라즈마 밀도가 증가될 수 있다. 즉, 플라즈마 밀도의 증감에 따라 샘플(300)의 표면에 대한 활성화 정도가 증감될 수 있다.For example, when the substrate
또한, 기판 바이어스 인가부(290)가 기판(100)에 음극 바이어스 전압을 인가하는 경우, 음극 바이어스 전압에 의해 발생하는 인력으로 인해 음이온 플라즈마가 밀려나고, 인력으로 인해 양이온 플라즈마가 끌려오게 된다. 이에 따라 양이온 플라즈마에 의한 플라즈마 밀도가 증가될 수 있고, 음이온 플라즈마에 의한 플라즈마 밀도가 감소될 수 있다. 즉, 플라즈마 밀도의 증감에 따라 샘플(300)의 표면에 대한 활성화 정도가 증감될 수 있다.In addition, when the substrate
상기 구성에 의해, 본원 발명의 기판 바이어스 인가부(290)는 기판(100)에 양극 바이어스 전압 또는 음극 바이어스 전압을 인가하여, 샘플(300)의 표면으로 전해지는 양이온 플라즈마 또는 음이온 플라즈마의 밀도를 제어함으로써, 샘플(300)의 활성화 정도를 제어할 수 있다.With the above configuration, the substrate
또한, 도 4를 참조하면, 기판(100)은 패턴이 형성되어 있는 패턴 영역(400)을 포함할 수 있다. 이 경우, 기판(100)은 절연체일 수 있고, 패턴 영역(400)은 특정 패턴이 형성되어 있는 전도체(예를 들어, 전도성이 높은 금속체 또는 그래핀 소재 등)로 구성될 수 있다.Further, referring to FIG. 4, the
아울러, 이러한 경우, 기판 바이어스 인가부(290)가 패턴 영역(400)을 포함하는 기판(100)에 바이어스 전압을 인가함으로써, 기판(100)의 패턴 영역(400) 상에 위치하는 일부 영역만 양극 혹은 음극으로 대전시킬 수 있으며, 이로 인해, 발생하는 인력 혹은 척력에 의해 패턴 영역(400) 상의 샘플(300)의 표면으로 전해지는 플라즈마 이온들의 밀도가 제어될 수 있다.In addition, in this case, by applying a bias voltage to the
여기서, 기판 바이어스 인가부(290)는 샘플(300) 자체에 바이어스 전압을 인가하지 않으므로, 샘플(300)은 도체, 반도체 및 절연체 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.Here, since the substrate
예를 들어, 기판 바이어스 인가부(290)가 패턴 영역(400)을 포함하는 기판(100)에 양극 바이어스 전압을 인가하는 경우, 양극 바이어스 전압에 의해 발생하는 척력으로 인해 양이온 플라즈마가 밀려나고, 인력으로 인해 음이온 플라즈마가 끌려오게 된다. 이에 따라, 양이온 플라즈마에 의한 플라즈마 밀도가 감소될 수 있고, 음이온 플라즈마에 의한 플라즈마 밀도가 증가될 수 있다. 즉, 플라즈마 밀도의 증감에 따라, 기판에 전사된 샘플의 전체 영역 중 기판에 형성된 패턴 영역(400) 상에 위치하는 샘플(300)의 일부 영역에 대한 활성화 정도가 선택적으로 증감될 수 있다.For example, when the substrate
또한, 기판 바이어스 인가부(290)가 기판(100)에 음극 바이어스 전압을 인가하는 경우, 음극 바이어스 전압에 의해 발생하는 인력으로 인해 음이온 플라즈마가 밀려나고, 인력으로 인해 양이온 플라즈마가 끌려오게 된다. 이에 따라 양이온 플라즈마에 의한 플라즈마 밀도가 증가될 수 있고, 음이온 플라즈마에 의한 플라즈마 밀도가 감소될 수 있다. 즉, 플라즈마 밀도의 증감에 따라, 기판에 전사된 샘플의 전체 영역 중 기판에 형성된 패턴 영역(400) 상에 위치하는 샘플(300)의 일부 영역에 대한 활성화 정도가 선택적으로 증감될 수 있다.In addition, when the substrate
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 플라즈마 처리 방법은 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에 의해 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법에 적용될 수 있음을 유의해야 한다.5 is a diagram showing a plasma processing method according to an embodiment of the present invention. The plasma processing method shown in FIG. 5 includes steps that are processed in time series according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 4. Therefore, it should be noted that even though the contents are omitted below, it can be applied to the plasma processing method according to the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 1 to 4.
도 5를 참조하면, 단계 S510에서 샘플이 전사된 기판(100)을 재치대(210)에 재치할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
단계 S530에서 플라즈마 처리 장치(10)는 상부 전극(230) 및 하부 전극(250)에 바이어스 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다.In operation S530, the
단계 S550에서 플라즈마 처리 장치(10)는 기판(100)에 바이어스 전압을 인가할 수 있다.In operation S550, the
단계 S570에서 플라즈마 처리 장치(10)는 기판(100)에 인가되는 바이어스 전압을 제어할 수 있다.In operation S570, the
단계 S590에서 플라즈마 처리 장치(10)는 인가되는 바이어스 전압을 제어하여 기판(100)에 전사된 샘플의 활성화 정도를 제어할 수 있다.In step S590, the
상술한 설명에서, 단계 S510 내지 S590은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S510 to S590 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the present invention. In addition, some steps may be omitted as necessary, and the order between steps may be changed.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. An embodiment of the present invention may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer such as a program module executed by a computer. Computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer, and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. Further, the computer-readable medium may include all computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. .
10: 플라즈마 처리 장치
100: 기판
200: 처리실
210: 재치대
230: 상부 전극
250: 하부 전극
270: 플라즈마 발생부
290: 기판 바이어스 인가부10: plasma processing device
100: substrate
200: processing room
210: wit
230: upper electrode
250: lower electrode
270: plasma generation unit
290: substrate bias application unit
Claims (5)
처리실;
상기 처리실 내에 설치되고, 샘플이 전사된 기판을 재치하는 재치대;
상기 처리실의 상부에 설치되는 상부 전극;
상기 재치대의 하부에 설치되는 하부 전극;
상기 상부 전극 및 상기 하부 전극에 바이어스 전압을 인가하여 음이온, 양이온 및 라디칼(Radical)을 포함하는 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부; 및
상기 기판에 바이어스 전압을 인가하는 기판 바이어스 인가부
를 포함하고,
상기 기판 바이어스 인가부는 상기 기판에 인가되는 바이어스 전압을 제어함으로써 상기 발생된 플라즈마를 이용하여 상기 샘플을 활성화시키고,
상기 기판 바이어스 인가부는 상기 기판에 인가되는 양극 바이어스 전압 및 음극 바이어스 전압 중 적어도 어느 하나를 제어함으로써 상기 플라즈마를 강화 또는 약화시키고 상기 플라즈마의 밀도를 제어함으로써 상기 샘플의 활성화 정도를 선택적으로 증감시고,
상기 기판은 패턴이 형성되어 있는 패턴 영역을 포함하고,
상기 기판 바이어스 인가부는 상기 기판의 상기 패턴 영역 상에 위치하는 일부 영역을 대전시킴으로써 상기 패턴 영역 상에 위치하는 상기 플라즈마의 밀도를 제어하키는 것인, 플라즈마 처리 장치.
In the plasma processing apparatus,
Processing room;
A mounting table installed in the processing chamber and for placing the substrate onto which the sample has been transferred;
An upper electrode installed above the processing chamber;
A lower electrode installed under the mounting table;
A plasma generator for generating a plasma including negative ions, positive ions, and radicals by applying a bias voltage to the upper electrode and the lower electrode; And
A substrate bias application unit that applies a bias voltage to the substrate
Including,
The substrate bias application unit activates the sample using the generated plasma by controlling a bias voltage applied to the substrate,
The substrate bias application unit selectively increases or decreases the degree of activation of the sample by controlling at least one of an anode bias voltage and a cathode bias voltage applied to the substrate to strengthen or weaken the plasma and control the density of the plasma,
The substrate includes a pattern region in which a pattern is formed,
The substrate bias application unit controls the density of the plasma positioned on the pattern region by charging a partial region positioned on the pattern region of the substrate.
상기 샘플은 1차원 소재 또는 2 차원 소재를 포함하는 것인, 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 1,
The sample is one containing a one-dimensional or two-dimensional material, plasma processing apparatus.
상기 기판 바이어스 인가부는 상기 기판에 전사된 샘플의 전체 영역 중 상기 기판에 형성된 패턴 영역 상에 위치하는 일부 영역을 활성화시키는 것인, 플라즈마 처리 장치.The method of claim 1,
The substrate bias applying unit activates a partial region positioned on the pattern region formed on the substrate among all regions of the sample transferred to the substrate.
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