KR100313902B1 - method for fabricating micro-lens - Google Patents
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Abstract
초고해상도(super resolution)의 정밀 광학계에서 사용되는 마이크로 SIL(Solid Immersion Lens)의 제조방법에 관한 것으로, 기판 위의 소정 영역들을 1차 식각하여 다수개의 지지 프레임 패턴들을 형성하고 지지 프레임 패턴들 사이의 기판을 2차 식각하여 다수개의 렌즈 패턴들을 형성한 다음, 지지 프레임 및 렌즈 패턴들이 형성된 기판 위에 렌즈 형성 물질을 도포하여 평탄화시킨 후, 렌즈 형성 물질을 패터닝하여 마이크로-렌즈들을 형성하고 기판으로부터 마이크로-렌즈들을 분리하여 제작된다. 본 발명은 반도체 일관 공정 및 마이크로머시닝을 이용하여 렌즈 형상의 마이크로 몰드를 제작한 후, 이를 사용하여 다수개의 동일한 마이크로-렌즈를 한꺼번에 제작할 수 있으므로 양산화가 가능하고, 제작 단가가 저렴하며, 고밀도 광 정보 저장장치에 적용할 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a micro solid-state lens (SIL) used in super resolution precision optical system, and to firstly etch a predetermined area on a substrate to form a plurality of support frame patterns, The substrate is second etched to form a plurality of lens patterns, and then planarized by applying a lens forming material onto the substrate on which the support frame and the lens patterns are formed, and then patterning the lens forming material to form micro-lenses and micro- from the substrate. It is manufactured by separating the lenses. According to the present invention, after fabricating a lens-shaped micro mold using a semiconductor integrated process and micromachining, a plurality of identical micro-lenses can be produced at the same time, so that mass production is possible, manufacturing cost is low, and high density optical information. Applicable to storage devices.
Description
본 발명은 초고해상도(super resolution)의 정밀 광학계에서 사용되는 마이크로-렌즈의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a micro-lens for use in a super resolution precision optical system.
일반적으로 초고해상도를 갖는 정밀 광학계에서는 입력 광의 회절 한계를 극복하기 위하여 SIL(Solid Immersion Lens)을 사용한다.In general, an ultra-high resolution optical system uses SIL (Solid Immersion Lens) to overcome the diffraction limit of the input light.
이 SIL은 입력 광의 회절 한계를 뛰어넘는 데이터 기록/재생 밀도를 갖는 고밀도 광 정보 저장 장치에 응용할 수 있다.This SIL can be applied to a high density optical information storage device having a data recording / reproducing density that exceeds the diffraction limit of the input light.
일반적인 광학 현미경의 해상도는 입력 광원의 회절 한계(diffraction limit)에 의해 제한되며, 이러한 관계는 다음의 수학식 1과 같이 표현된다.The resolution of a general optical microscope is limited by the diffraction limit of the input light source, and this relationship is expressed by Equation 1 below.
상기 수학식 1에서, d는 입력 광의 초점 크기이고, 이 크기에 의해 식별할 수 있는 기하학적 최소 크기가 결정된다.In Equation 1 above, d is the focal size of the input light, and the magnitude of the discernible geometric minimum is determined by this magnitude.
또한, λ는 입력 광의 파장이며, NA는 광학계 대물 렌즈의 개구율(수차)로서, 일반적인 볼록 렌즈는 약 0.5 ∼ 0.7 정도의 값을 가진다.Is the wavelength of the input light, NA is the aperture ratio (aberration) of the optical objective lens, and a general convex lens has a value of about 0.5 to 0.7.
따라서, 판별할 수 있는 최소 형상의 크기는 대략 입력 광의 파장 정도로 분해능(resolution)의 상한이 결정된다.Therefore, the minimum size of the shape that can be determined is determined by the upper limit of the resolution approximately to the wavelength of the input light.
이 한계는 광의 회절 성질로부터 기인하며, 상기 수학식 1에서 알 수 있듯이변별 분해능을 높이기 위해서는 보다 단파장의 입력 광을 쓰거나 광학계의 수차를 크게 함으로써 가능하다.This limit is due to the diffraction property of the light, and as can be seen from Equation 1, it is possible to use the shorter wavelength input light or increase the aberration of the optical system to increase the discrimination resolution.
그러므로, 종래에는 SIL을 이용하여 광학계의 수차를 증가시켜 입력 광의 회절 한계를 극복할 수 있었다.Therefore, in the related art, SIL can be used to overcome the diffraction limit of the input light by increasing the aberration of the optical system.
그러나, 종래의 SIL 제조방법은 다소 복잡한 공정을 거쳐야 하는 문제가 있었다.However, the conventional SIL manufacturing method has a problem that must go through a rather complicated process.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 SIL 제조 공정을 보여주는 도면으로서, 도 1a에 도시된 바와 같이 높은 굴절률(refractive index)을 갖는 유리 덩어리를 화학적으로 식각한 후, 도 1b에 도시된 바와 같이 반구(hemisphere) 혹은 초반구(super-hemisphere) 형상으로 폴리싱(polishing)하여 렌즈를 제작한다.1A to 1C illustrate a SIL manufacturing process according to the prior art, after chemically etching a glass mass having a high refractive index, as shown in FIG. 1A, and then as shown in FIG. 1B. The lens is fabricated by polishing (hemisphere) or super-hemisphere shape.
이어, 도 1c에 도시된 바와 같이 일정한 두께를 갖는 유리판에 접착제 등을 도포하고, 그 위에 상기 제작된 렌즈를 조립한 후, 이를 프레임에 붙여 사용한다.Subsequently, an adhesive or the like is applied to a glass plate having a constant thickness as shown in FIG. 1C, and the assembled lens is assembled thereon, and then attached to a frame and used.
이와 같이, 종래의 SIL 제조 방법은 각각의 유리 렌즈를 연마 등의 방법으로 성형한 후, 일정한 두께의 유리판에 접착제로 조립하는 등의 다소 복잡한 과정을 거치며, 개별 렌즈를 다루어야 하므로 취급이 까다로운 단점이 있었다.As described above, in the conventional SIL manufacturing method, each glass lens is molded by polishing or the like, and then assembled into an adhesive on a glass plate of a certain thickness. there was.
본 발명의 목적은 SIL과 프레임을 일체형으로 제작하여 소형 경량화하는 마이크로-렌즈 제조방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a micro-lens manufacturing method for manufacturing a compact and lightweight SIL and the frame integrally.
본 발명의 다른 목적은 마이크로 몰드를 이용하여 공정을 단순화하고, 대량 생산이 용이한 마이크로-렌즈 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a micro-lens manufacturing method that simplifies the process and facilitates mass production using a micro mold.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 SIL 제조 공정을 보여주는 도면1A-1C show a SIL manufacturing process according to the prior art
도 2는 본 발명의 마이크로 몰드로 제작된 초소형 SIL을 보여주는 사시도Figure 2 is a perspective view showing a micro SIL made of a micro mold of the present invention
도 3은 본 발명에 따른 초소형 SIL에 의한 입력광 집속을 보여주는 도면3 is a view showing the input light focusing by the ultra-small SIL according to the present invention
도 4a 내지 도 4j는 본 발명에 따른 초소형 SIL(Solid Immersion Lens)의 제조공정을 보여주는 공정단면도4A to 4J are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a micro SIL (Solid Immersion Lens) according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 초소형 SIL를 반복적으로 복제하는 제조 공정 흐름도5 is a manufacturing process flow chart for repeatedly replicating the ultra-small SIL according to the present invention
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 반구형 초소형 렌즈 2 : 제 1 지지 프레임DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hemispherical microminiature lens 1st support frame
3 : 제 2 지지 프레임 4 : 집속된 초점3: second support frame 4: focused focus
10 : 마이크로-SIL 11 : SIL 형성 물질10: micro-SIL 11: SIL forming material
20 : 몰드 원판 21 : 기판20: mold disc 21: substrate
22 : 제 2지지 프레임 형성 몰드 패턴22: second support frame forming mold pattern
23 : 반구형의 렌즈 몰드 패턴23: hemispherical lens mold pattern
31 : 제 1 식각 마스크층 32 : 제 2 식각 마스크층31: first etching mask layer 32: second etching mask layer
33 : 제 3 식각 마스크층 34 : 제 4 식각 마스크층33: third etching mask layer 34: fourth etching mask layer
35 : 제 5 식각마스크층 41,42 : 감광막35: fifth etching mask layer 41, 42: photoresist
본 발명에 따른 마이크로-렌즈 제조방법은 기판 위의 소정 영역들을 1차 식각하여 다수개의 지지 프레임 패턴들을 형성하고 지지 프레임 패턴들 사이의 기판을 2차 식각하여 다수개의 렌즈 패턴들을 형성하는 제 1 단계와, 지지 프레임 및 렌즈 패턴들이 형성된 기판 위에 상기 렌즈 형성 물질을 도포하여 평탄화시키는 제 2 단계와, 렌즈 형성 물질을 패터닝하여 상기 마이크로-렌즈들을 형성하고 기판으로부터 상기 마이크로-렌즈들을 분리하는 제 3 단계와, 제 2, 제 3 단계를 순차적으로 반복하는 제 4 단계로 이루어진다.In the method of manufacturing a micro-lens according to the present invention, a first step of forming a plurality of support frame patterns by first etching predetermined regions on a substrate and forming a plurality of lens patterns by second etching the substrate between the support frame patterns is performed. And a second step of applying and planarizing the lens forming material on the substrate on which the support frame and the lens patterns are formed, and a third step of patterning the lens forming material to form the micro-lenses and to separate the micro-lenses from the substrate. And a fourth step of sequentially repeating the second and third steps.
여기서, 제 1 단계는 기판 전면과 후면에 각각 제 1, 제 2 식각 마스크층을 형성하는 단계와, 기판 전면에 형성된 제 1 식각 마스크층을 패터닝하여 소정 영역의 기판을 노출시키는 단계와, 패터닝된 제 1 식각 마스크층을 마스크로 노출된 기판을 일정 깊이로 식각하여 지지 프레임 패턴들을 형성하는 단계와, 남아 있는 제 1 식각 마스크층을 제거하고 기판 전면에 제 3 식각 마스크층을 형성하는 단계와, 제 3 식각 마스크층을 패터닝하여 지지 프레임 패턴들 사이의 기판을 노출시키는 단계와, 패터닝된 제 3 식각 마스크층을 마스크로 노출된 기판을 일정 깊이로 식각하여 렌즈 패턴들을 형성하는 단계와, 남아 있는 제 2, 제 3 식각 마스크층을 제거하는 단계를 더 포함한다.The first step may include forming first and second etch mask layers on the front and rear surfaces of the substrate, and patterning the first etch mask layer formed on the front surface of the substrate to expose the substrate in a predetermined region. Etching the substrate exposed by using the first etching mask layer as a mask to a predetermined depth to form support frame patterns, removing the remaining first etching mask layer, and forming a third etching mask layer on the entire surface of the substrate; Patterning the third etch mask layer to expose the substrate between the support frame patterns, etching the substrate exposed with the patterned third etch mask layer as a mask to a predetermined depth to form lens patterns; The method may further include removing the second and third etching mask layers.
또한, 본 발명의 제 1 단계시, 1차 식각은 KOH, EDP, TMAH 등과 같은 강 알칼리성 수용액에서 수행하는 습식식각이나 또는 건식식각을 이용한 이방성 식각으로 수행한다.In addition, in the first step of the present invention, the primary etching is performed by wet etching or dry anisotropic etching performed in a strong alkaline aqueous solution such as KOH, EDP, TMAH or the like.
그리고, 2차 식각은 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 불산(HF) 혼합용액 중 어느 한 용액에서 수행하는 습식식각, XeF2, BrF3등의 기체를 이용한 등방성 식각, SF6등의 플라즈마를 이용한 반응성 이온 식각 중 어느 한 방법으로 수행한다.In addition, the secondary etching is wet etching performed in any one of nitric acid (HNO 3 ), acetic acid (CH 3 COOH), hydrofluoric acid (HF) mixed solution, isotropic etching using a gas such as XeF 2 , BrF 3 , SF 6 It is carried out by any one method of reactive ion etching using a plasma, such as.
한편, 본 발명의 렌즈 형성 물질은 광을 투과하고 공기보다 높은 굴절률을 갖는 물질을 사용하며, 본 발명의 제 2 단계에서, 렌즈 형성 물질 평탄화시, 지지 프레임의 두께를 임의로 조절하여 해상도가 보다 높은 초반구형의 마이크로-렌즈로도 제작할 수 있다.Meanwhile, the lens forming material of the present invention uses a material that transmits light and has a refractive index higher than that of air. In the second step of the present invention, when the lens forming material is planarized, the thickness of the support frame is arbitrarily adjusted to provide higher resolution. It can also be manufactured with ultra-spherical micro-lenses.
이와 같이, 본 발명은 반도체 일관 공정 및 마이크로머시닝을 이용하여 렌즈 형상의 마이크로 몰드를 제작한 후, 이를 사용하여 다수개의 동일한 마이크로-렌즈를 한꺼번에 제작할 수 있으므로 양산화가 가능하고, 제작 단가가 저렴하며, 고밀도 광 정보 저장장치에 적용할 수 있다.As described above, the present invention can produce a plurality of the same micro-lens at the same time by using a semiconductor integrated process and micromachining, and then can be mass produced by using the same, the production cost is low, Applicable to high density optical information storage device.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention having the features as described above are as follows.
본 발명은 미리 제조한 마이크로 몰드(micro-mold)를 이용하여 광의 회절 한계를 극복할 수 있는 SIL(Solid Immersion Lens)을 다량으로 복제(replicating)하여 값싸게 대량으로 생산할 수 있는 제조 방법이다.The present invention is a manufacturing method that can be produced in large quantities inexpensively by replicating a large amount of a solid immersion lens (SIL) that can overcome the diffraction limit of light using a micro-mold prepared in advance.
본 발명은 SIL의 마이크로 몰드를 반도체 일관 공정(batch fabricatingprocess) 및 마이크로머시닝(micromachining) 기술로 구현하는데, 이 마이크로 몰드로부터 지지 프레임 및 반구형 초소형 렌즈가 일체화된 초소형 SIL이 대량으로 제작된다.The present invention implements the SIL micro mold by semiconductor batch fabricating process and micromachining technology, from which the micro SIL in which the support frame and the hemispherical micro lens are integrated is manufactured in large quantities.
도 2는 본 발명의 마이크로 몰드로 제작된 초소형 SIL을 보여주는 사시도로서, 도 2에 도시된 바와 같이 프레임이 일체화된 본 발명의 SIL은 높은 굴절률을 갖는 투명 물질로 형성된 반구형 초소형 렌즈(1)와 이를 포함하는 박판 형태의 제 1 지지 프레임(2) 및 제 2 지지 프레임(3)으로 구성된다.FIG. 2 is a perspective view showing an ultra-small SIL made of the micro mold of the present invention. As shown in FIG. 2, the SIL of the present invention, in which the frame is integrated, has a hemispherical micro lens 1 formed of a transparent material having a high refractive index and the same. It consists of a first support frame 2 and a second support frame 3 in the form of a thin plate.
여기서, 제 2 지지 프레임(3)은 제 1 지지 프레임(2) 및 초소형 렌즈(1)를 지지하며, 조립 과정 및 몰드에서의 분리 과정 등에서 취급의 편의를 도모할 수 있도록 제 1 지지 프레임(2)에 비해 두껍게 형성한다.Here, the second support frame 3 supports the first support frame 2 and the micro lens 1, and the first support frame 2 can be easily handled in the assembling process and detaching from the mold. Thicker than).
도 3은 본 발명에 따른 초소형 SIL에 의한 입력광 집속을 보여주는 도면이다.3 is a view showing the input light focusing by the ultra-small SIL according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 초소형 SIL을 결합한 광학계의 초점 크기(4)는 초소형 SIL 없이 일반적인 광학계의 대물 렌즈만으로 얻을 수 있는 초점 크기에 비해 초소형 SIL 형성 물질의 굴절률(nsil)의 제곱만큼 축소된다.As shown in FIG. 3, the focal size 4 of the optical system incorporating the ultra small SIL is reduced by the square of the refractive index n sil of the ultra small SIL forming material compared to the focal size obtained by the objective lens of the general optical system without the ultra small SIL. do.
이때, 변별하고자 하는 대상물과의 거리를 입력광의 파장 λ보다 충분히 가깝게 하여 근접장 영역으로 유지해 주면, 초소형 SIL을 통해 축소된 레이저 빔 초점 크기 정도의 형상을 변별할 수 있는 분해능의 개선이 가능하게 된다.In this case, if the distance to the object to be discriminated is sufficiently close to the wavelength λ of the input light and maintained in the near field, the resolution capable of discriminating the shape of the reduced laser beam focal size through the micro SIL is possible.
도 4a 내지 도 4j는 본 발명에 따른 초소형 SIL(Solid Immersion Lens)의 제조공정을 보여주는 공정단면도이다.4A to 4J are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a micro SIL (Solid Immersion Lens) according to the present invention.
본 발명은 먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(21)의 전/후면에 각각 제 1, 제 2 식각 마스크층(31,32)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, first and second etching mask layers 31 and 32 are formed on the front and rear surfaces of the silicon substrate 21, respectively.
여기서, 제 1, 제 2 식각 마스크층(31,32)은 증착, 도포, 산화 등의 다양한 방식으로 형성되고, 식각 방법에 따라 실리콘 질화막, 금속 박막, 산화막, 감광막, 폴리이미드(polyimide)와 같은 폴리머 등 다양한 물질로 선택될 수 있다.The first and second etching mask layers 31 and 32 may be formed by various methods such as deposition, coating, and oxidation, and may be formed of a silicon nitride film, a metal thin film, an oxide film, a photosensitive film, or a polyimide according to an etching method. It can be selected from various materials such as polymers.
이어, 도 4b에 도시된 바와 같이 제 1 식각 마스크층(31) 위에 감광막(41)을 형성하고, 사진묘화(photolithography) 공정 및 박막 식각 공정 등의 반도체 일관 공정으로 제 1 식각 마스크층(31)을 패터닝하여 소정영역의 기판(21)을 노출시킨다.Subsequently, as illustrated in FIG. 4B, the photoresist layer 41 is formed on the first etching mask layer 31, and the first etching mask layer 31 is formed by a semiconductor integrated process such as a photolithography process and a thin film etching process. Is patterned to expose the substrate 21 in the predetermined region.
그리고, 도 4c에 도시된 바와 같이 남아 있는 감광막(41)을 제거하고, 패터닝된 제 1 식각 마스크층(33)을 마스크로 노출된 기판(21)을 일정 깊이만큼 이방성 식각한다.As shown in FIG. 4C, the remaining photoresist layer 41 is removed, and the substrate 21 exposed by the patterned first etching mask layer 33 as a mask is anisotropically etched by a predetermined depth.
여기서, 이방성 식각은 KOH, EDP, TMAH 등과 같은 강 알칼리성 수용액에서 진행하거나 또는 건식식각을 이용하여 경사진(tapered) 단면을 얻을 수 있다.Here, the anisotropic etching may proceed in a strong alkaline aqueous solution such as KOH, EDP, TMAH or the like, or may obtain a tapered cross section using dry etching.
이렇게 얻어진 형상은 후에 초소형 SIL의 제 2 지지 프레임을 형성하는 몰드 패턴(mold pattern)(22)이 된다.The shape thus obtained becomes a mold pattern 22 which later forms a second support frame of the ultra-small SIL.
이어, 도 4d에 도시된 바와 같이 패터닝된 제 1 식각 마스크층(33)을 제거하고, 기판(21) 전면에 제 3 식각 마스크층(34)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4D, the patterned first etching mask layer 33 is removed, and a third etching mask layer 34 is formed on the entire surface of the substrate 21.
그리고, 도 4e에 도시된 바와 같이 제 3 식각 마스크층(34) 위에 감광막(42)을 형성하고, 포토리소그래피(photolithography) 공정 및 박막 식각 공정 등의 반도체 일관 공정으로 제 3 식각 마스크층(34)을 패터닝하여 소정영역의 기판(21)을 노출시킨다.As illustrated in FIG. 4E, the photoresist layer 42 is formed on the third etching mask layer 34, and the third etching mask layer 34 is formed by a semiconductor integrated process such as a photolithography process and a thin film etching process. Is patterned to expose the substrate 21 in the predetermined region.
그리고, 도 4f에 도시된 바와 같이 남아 있는 감광막(42)을 제거하고, 패터닝된 제 3 식각 마스크층(34)을 마스크로 삼아 노출된 기판(21)을 일정 깊이만큼 식각하여 반구형의 렌즈 몰드 패턴(23)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 4F, the remaining photoresist layer 42 is removed, and the exposed substrate 21 is etched by a predetermined depth using the patterned third etching mask layer 34 as a mask to form a hemispherical lens mold pattern. (23) is formed.
이 공정 단계에서의 식각은 초소형 SIL의 성능을 결정하는 주요 공정이 되며, 식각 방법은 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 불산(HF) 혼합용액 중에서 수행하는 습식식각, XeF2, BrF3등의 기체를 이용한 등방성 식각, SF6등의 플라즈마를 이용한 반응성 이온 식각 중 어느 한 방법으로 수행한다.Etching in this process step is the main process to determine the performance of micro SIL, and the etching method is wet etching in a mixture of nitric acid (HNO 3 ), acetic acid (CH 3 COOH), hydrofluoric acid (HF), XeF 2 , Isotropic etching using a gas such as BrF 3 or reactive ion etching using a plasma such as SF 6 may be performed.
이때, 식각 후의 반구형 렌즈 몰드 패턴(23)의 표면이 경면과 같이 되도록 식각하는 것이 중요하다.At this time, it is important to etch the surface of the hemispherical lens mold pattern 23 after etching so as to be mirror-like.
이어, 도 4g에 도시된 바와 같이 패터닝된 제 3 식각 마스크층(34) 및 기판(21) 하부의 제 2 식각 마스크층(32)을 제거하면 초소형 SIL 몰드 원판(20)이 완성된다.Subsequently, when the third etch mask layer 34 and the second etch mask layer 32 under the substrate 21 are removed as shown in FIG. 4G, the ultra-small SIL mold disc 20 is completed.
그리고, 도 4h에 도시된 바와 같이 지지 프레임 및 렌즈 패턴들이 형성된 초소형 SIL 몰드 원판(20) 위에 빛을 투과하고 높은 굴절률을 갖는 SIL 형성물질(11)을 채우고, 그 표면을 평탄화한다.Then, as shown in FIG. 4H, the SIL forming material 11 having high refractive index is transmitted and filled with light on the ultra-small SIL mold disc 20 on which the support frame and the lens patterns are formed, and the surface thereof is flattened.
여기서, SIL 형성물질(11)을 채우는 방법은 액상으로 희석되어 있는 광 감응성 유리를 스핀 캐스팅(spin casting) 또는 스핀 코팅(spin coating)의 방법으로 도포하고 적절한 열처리 과정을 거친 후 희석액(solvent)을 제거하여 구현하는 SOG(Spin-On-Glass) 기법을 이용하거나, 높은 점도(viscosity)를 가지며 굴절률이 높은 후막 감광막을 저속 회전으로 스핀 코팅하거나, 일정한 점도를 갖는 포토플라스틱(photoplastic) 재료에 몰드 원판을 일정한 압력으로 눌러 형상을 복제하는 프레스 기법 등 다양하게 구현할 수 있다.Here, the method of filling the SIL forming material 11 is to apply a photosensitive glass diluted in a liquid phase by spin casting or spin coating, and after appropriate heat treatment, a diluent is applied. Removed by using spin-on-glass (SOG) technique, spin coating a thick film photoresist with high viscosity and high refractive index at low speed, or mold disc on photoplastic material with constant viscosity It can be implemented in various ways, such as a press technique to duplicate the shape by pressing a constant pressure.
특히, 평탄화 과정에서는 도 3에 도시된 바와 같이 반구 형상의 렌즈를 지지하는 제 1 지지 프레임(2)의 두께 b를 적절히 조절하여 초반구형의 SIL을 구현하게 되면, 이 초소형 SIL을 이용하여 수차(aberration)가 없는 초점을 얻을 수 있게 된다.In particular, in the planarization process, as shown in FIG. 3, when the thickness b of the first support frame 2 supporting the hemispherical lens is appropriately adjusted to implement an ultra-semi-spherical SIL, the aberration (SIL) is used using the ultra-small SIL. You can get focus without aberration.
이어, 도 4i에 도시된 바와 같이 포토리소그래피 공정으로 광 감응성 SIL 형성 물질(11)을 패터닝하여 개별 SIL(10) 칩을 형성한 후, 도 4j에 도시된 바와 같이 몰드 원판(20)으로부터 각각의 SIL(10)을 분리해 내면 제조 공정이 완료된다.Subsequently, the photosensitive SIL forming material 11 is patterned by a photolithography process to form individual SIL 10 chips, as shown in FIG. 4I, and then each of the mold discs 20 is shown in FIG. 4J. Removing the SIL 10 completes the manufacturing process.
여기서, 몰드 원판(20)으로부터 SIL(10)을 원활히 분리하기 위하여 몰드 원판(20) 표면에 박리제를 도포할 수도 있다.Here, a release agent may be applied to the surface of the mold master 20 in order to smoothly separate the SIL 10 from the mold master 20.
그리고, 도 4h 내지 도 4j의 과정을 반복함으로써, SIL(10)을 대량 생산할 수 있다.And, by repeating the process of Figures 4h to 4j, it is possible to mass-produce the SIL (10).
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 몰드 원판(20)을 사용하여 SIL(10)을 대량으로 복제할 수 있다.That is, as shown in FIG. 5, one mold disc 20 may be used to replicate the SIL 10 in large quantities.
이와 같이, 본 발명은 반도체 일관 공정과 마이크로머시닝 기술로 제작된 마이크로 몰드 원판(20)을 반복적으로 이용하여 생산 원가를 현격히 절감할 수 있으며, 소자간의 균일도를 향상시킬 수 있고, 양산성을 대폭 높일 수 있다.As described above, the present invention can remarkably reduce the production cost by repeatedly using the micro mold disc 20 manufactured by the semiconductor integrated process and the micromachining technology, improve the uniformity between the devices, and greatly increase the mass productivity. Can be.
또한, 몰드 원판이 일괄 공정으로 제조되므로 대량 생산에 적합하다.In addition, since the mold disc is manufactured in a batch process, it is suitable for mass production.
본 발명에서는 외팔보 형상의 SIL을 일 예로 하여 설명하였지만, SIL의 형상은 적용될 광학계가 요구하는 형상 및 치수에 맞추어 얼마든지 변경 가능하다.In the present invention, the cantilever shape SIL has been described as an example, but the shape of the SIL can be changed as many as the shape and dimensions required by the optical system to be applied.
본 발명은 광학계의 회절한계를 극복하여 광학적으로 판별할 수 있는 초고해상도의 정밀 광학계를 가능하게 한다.The present invention enables an ultra high resolution precision optical system that can optically discriminate by overcoming the diffraction limit of the optical system.
특히, 본 발명은 기존의 SIL 제작 방식의 문제점을 개선하여 몰드 방식을 도입함으로써, 양산성을 높일 수 있고, 제조 원가를 낮출 수 있다.In particular, the present invention improves the problems of the existing SIL manufacturing method, by introducing a mold method, it is possible to increase the mass productivity and lower the manufacturing cost.
또한, 반도체 일관 공정과 마이크로머시닝 기술을 통하여 다량의 몰드 원판을 제조하고, 제조된 몰드 원판으로부터 반복적으로 다수의 초소형 SIL을 간단하게 제조할 수 있다.In addition, a large number of mold discs can be manufactured through semiconductor integrated processes and micromachining techniques, and a large number of microminiature SILs can be simply produced repeatedly from the manufactured mold discs.
그리고, 본 발명의 일체화된 초소형 SIL을 광 신호 픽업 장치에 적용함으로써, 고밀도 광 정보 저장 장치에의 적용이 기대된다.And by applying the integrated microminiature SIL of this invention to an optical signal pick-up apparatus, application to a high density optical information storage apparatus is anticipated.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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