KR100539090B1 - Method for manufacturing micro-lens - Google Patents

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KR100539090B1 KR10-2003-0024597A KR20030024597A KR100539090B1 KR 100539090 B1 KR100539090 B1 KR 100539090B1 KR 20030024597 A KR20030024597 A KR 20030024597A KR 100539090 B1 KR100539090 B1 KR 100539090B1
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Abstract

본 발명은 단일 공정을 통해 높이가 다른 다수의 마이크로 렌즈를 대량 제작할 수 있는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 실리콘 기판 위에 금속층과 감광층을 순차적으로 형성한 다음, 감광재의 점성이 유지된 상태에서 실리콘 기판을 일측 방향으로 기울임으로써 기울어진 쪽의 감광층 높이가 상대적으로 더 두꺼워지도록 조절한다. 그리고, 소프트 베이킹 공정을 수행하여 감광층을 안정시킨 다음, 다수의 패턴이 형성된 자외선 마스크를 사용하여 마스크의 패턴을 감광층에 전사하고, 현상 공정을 통해 자외선이 전사된 부분의 감광층을 제거한다. 계속해서, 열처리를 수행하여 각 감광층 패턴이 열에 의해 융해되는 동시에 감광재 자체의 표면 장력에 의해 각기 다른 높이를 갖는 반구 형태의 패턴을 형성한다. 그리고, 반구 형태의 각 감광층 패턴 상부에 전도층을 형성하고 전기 도금을 수행하여 도금층을 형성한 다음, 도금층만을 분리하여 도금층으로 이루어진 금형틀을 완성한다. 이 금형틀을 사출 성형 또는 핫 엠보싱 공정에 사용하면 각기 다른 높이를 갖는 다수의 마이크로 렌즈 어레이를 단일 공정을 통해 제작할 수 있게 된다. 이러한 본 발명에 따르면, 단일 공정을 통해 각기 다른 높이를 갖는 다수의 마이크로 렌즈를 동시에 제작할 수 있기 때문에 마이크로 렌즈의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method for mass production of multiple micro lenses of different heights through a single process. According to the present invention, the metal layer and the photosensitive layer are sequentially formed on the silicon substrate, and the tilted side of the photosensitive layer is adjusted to be relatively thicker by tilting the silicon substrate in one direction while maintaining the viscosity of the photosensitive material. . After the soft baking process is performed to stabilize the photosensitive layer, a pattern of the mask is transferred to the photosensitive layer by using an ultraviolet mask having a plurality of patterns formed thereon, and the photosensitive layer of the portion where the ultraviolet light is transferred is removed through a developing process. . Subsequently, heat treatment is performed to form hemispherical patterns having different heights by melting the photosensitive layer patterns by heat and at the same time by the surface tension of the photosensitive material itself. Then, a conductive layer is formed on each of the photosensitive layer patterns in the hemispherical shape, and electroplating is performed to form a plating layer, and then only the plating layer is separated to complete a mold made of the plating layer. The mold can be used in injection molding or hot embossing processes to produce multiple microlens arrays of different heights in a single process. According to the present invention, since a plurality of micro lenses having different heights can be simultaneously manufactured through a single process, there is an effect of improving the productivity of the micro lenses.

Description

마이크로 렌즈 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING MICRO-LENS}Micro lens manufacturing method {METHOD FOR MANUFACTURING MICRO-LENS}

본 발명은 마이크로 렌즈 어레이 제조 방법에 관한 것으로, 특히 단일 공정을 통해 각기 다른 높이를 갖는 마이크로 렌즈를 동시에 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a microlens array, and more particularly, to a method for simultaneously producing microlenses having different heights through a single process.

주지하는 바와 같이, 디스플레이 장치나 광통신용 부품 등에서는 빛을 수렴, 확산, 반사 등을 통해 제어하는 과정이 필요하며, 이를 위해 마이크로 렌즈 및 렌즈 어레이를 사용하게 된다. 이러한 마이크로 렌즈는 광학 시스템에서 매우 중요한 구성요소로서 원하는 광학적 성질을 가질 수 있도록 그 형상을 제어하는 것이 필요하다. As is well known, a display device or an optical communication component requires a process of controlling light through convergence, diffusion, and reflection. For this purpose, a micro lens and a lens array are used. Such microlenses are very important components in optical systems and it is necessary to control their shape so as to have desired optical properties.

종래의 일반적인 마이크로 렌즈의 제조 방법으로는 변형된 LIGA (LIthogr aphie Galvanoformung Abformung) 공정, 마이크로 인투르전(Micro-intrusion) 공정, 실리콘의 등방식각공정, 감광재의 리플로우(Reflow)를 이용하는 방법 등을 들 수 있다. 여기서, 감광재의 리플로우를 이용한 마이크로 렌즈 제조 방법은 리소그래피(Lithography) 공정과 한 번의 열처리 공정만으로 마이크로 렌즈 및 어레이를 용이하게 제작할 수 있으며 표면 장력에 의해 반구형이 형성되므로 표면 거칠기가 우수한 마이크로 렌즈를 제작할 수 있는 장점이 있으며, 이러한 이유로 인해 가장 널리 사용되는 제조 방법이다.As a conventional method for manufacturing a micro lens, a modified LIGA (Lithogr aphie Galvanoformung Abformung) process, a micro-intrusion process, an isotropic etching process of silicon, a method using a reflow of a photosensitive material, etc. Can be. Here, the microlens manufacturing method using the reflow of the photosensitive material can be easily produced microlenses and arrays using only a lithography process and one heat treatment process, and a hemispherical shape is formed by surface tension, thereby producing a microlens having excellent surface roughness. There is an advantage, and for this reason it is the most widely used manufacturing method.

도 1a 내지 도 1h는 종래의 마이크로 렌즈의 제조 방법 중에서 가장 대표적인 방법인 감광재의 리플로우를 이용하여 마이크로 렌즈를 제조하는 과정에 대해 도시한 도면이다. 동도면을 참조하여 각각의 과정에 대해 설명하면, 먼저 도 1a에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(1) 위에 소정 높이의 금속층(2)을 형성하며, 이때 금속층(2)은 티타늄을 사용하여 형성한다. 그리고, 금속층(2) 위에 양성 감광재를 이용하여 감광층(3)을 형성한다.1A to 1H illustrate a process of manufacturing a microlens using a reflow of a photosensitive material, which is a representative method of a conventional method of manufacturing a microlens. Each process will be described with reference to the same drawing. First, as shown in FIG. 1A, a metal layer 2 having a predetermined height is formed on a silicon substrate 1, and the metal layer 2 is formed using titanium. . And the photosensitive layer 3 is formed on the metal layer 2 using positive photosensitive material.

이러한 과정을 거쳐 실리콘 기판(1) 위에 금속층(2) 및 감광층(3)이 형성되면 소프트 베이킹(Soft Baking)을 수행하여 감광재를 안정시킨다. 그 후, 도 1c에 도시된 바와 같이 크롬 패턴이 형성된 마스크(4)를 이용하여 자외선을 조사하는 노광 공정을 수행한다. 그리고, 후속 공정으로서 현상 공정을 수행하면 감광층(3)의 전체 영역 중에서 자외선에 노출된 영역이 제거되어 도 1d에 도시된 바와 같은 패턴이 금속층(2) 위에 형성된다.When the metal layer 2 and the photosensitive layer 3 are formed on the silicon substrate 1 through this process, soft baking is performed to stabilize the photosensitive material. Thereafter, as illustrated in FIG. 1C, an exposure process of irradiating ultraviolet rays using a mask 4 having a chrome pattern is performed. When the development process is performed as a subsequent process, the region exposed to ultraviolet rays is removed from the entire region of the photosensitive layer 3 to form a pattern as shown in FIG. 1D on the metal layer 2.

그리고, 도1d에 도시된 바와 같은 패턴이 형성된 구조물을 Tg(Glass Transi tion Temperature) 이상의 온도에서 열처리를 수행하면, 금속층(2) 위에 남아있는 감광층(3)은 열에 의해 변형을 일으키는 동시에 자체적인 표면 장력에 의해 도 1e에 도시된 바와 같은 형태로 변화하게 된다. 계속해서, 변형된 감광층(3) 위에 전기 도금을 위한 금속층(5)을 형성한 다음, 장시간 도금 공정을 수행하여 도 1f에 도시된 바와 같이 도금층(6)을 형성한다. 이때, 도금층(6)을 형성하는 재료로서는 주로 니켈이 사용된다.In addition, when the heat treatment is performed on a structure having a pattern as shown in FIG. 1D at a temperature of more than Glass Transition Temperature (T g ), the photosensitive layer 3 remaining on the metal layer 2 is deformed by heat and is self-developed. The phosphorus surface tension is changed into the shape as shown in FIG. 1E. Subsequently, the metal layer 5 for electroplating is formed on the deformed photosensitive layer 3, and then a plating process is performed for a long time to form the plating layer 6 as shown in FIG. 1F. At this time, nickel is mainly used as a material for forming the plating layer 6.

이러한 각각의 공정을 수행하여 도 1f에 도시된 바와 같은 도금층(6)이 형성되면, 이 도금층(6)을 실리콘 기판(1)으로부터 분리하며, 이때 분리된 도금층(6)이 도 1g에 도시된 바와 같이 마이크로 렌즈를 제작하기 위한 금형틀이 된다. 따라서, 이 금형틀을 사용하여 사출 성형 또는 핫 엠보싱 공정을 수행함으로써 도 1h에 도시된 바와 같은 형태의 다수의 마이크로 렌즈(8)가 탑재된 마이크로 렌즈 어레이 (7)를 제작할 수 있게 된다.When each of these processes is performed to form a plating layer 6 as shown in FIG. 1F, the plating layer 6 is separated from the silicon substrate 1, where the separated plating layer 6 is shown in FIG. 1G. As a result, it becomes a mold for manufacturing a micro lens. Thus, by performing the injection molding or hot embossing process using this mold, it is possible to produce a micro lens array 7 mounted with a plurality of micro lenses 8 of the type shown in FIG. 1H.

하지만, 이러한 종래의 마이크로 렌즈 제조 방법에 있어서는 단일 공정을 통해 제작되는 마이크로 렌즈의 높이가 모두 동일하게 된다. 즉, 마이크로 렌즈의 높이는 도 1b에서 형성되는 감광층(3)의 높이에 의해 좌우되는데, 도 1b에 도시된 공정에서 형성되는 감광층(3)의 높이는 전 영역에 걸쳐 균일하게 형성된다. 따라서, 단일 공정을 통해 제작되는 마이크로 렌즈 어레이(7)에 탑재된 마이크로 렌즈(8)의 높이가 모두 동일하게 된다. 결과적으로, 이러한 종래의 마이크로 렌즈 제조 공정에 따르면 하나의 제조 공정을 통해서 동일한 높이를 갖는 마이크로 렌즈만이 제조되는 문제점이 있다.However, in the conventional microlens manufacturing method, the heights of the microlenses manufactured through a single process are all the same. That is, the height of the microlens depends on the height of the photosensitive layer 3 formed in FIG. 1B. The height of the photosensitive layer 3 formed in the process shown in FIG. 1B is uniformly formed over the entire area. Therefore, the heights of the micro lenses 8 mounted on the micro lens array 7 manufactured through a single process are all the same. As a result, according to this conventional microlens manufacturing process, there is a problem that only microlenses having the same height are manufactured through one manufacturing process.

따라서, 본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 단일 공정을 통해서 각기 다른 높이를 갖는 다양한 종류의 마이크로 렌즈를 동시에 제조할 수 있는 마이크로 렌즈 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a microlens manufacturing method capable of simultaneously manufacturing various types of microlenses having different heights through a single process.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, According to the present invention for achieving the above object,

마이크로 렌즈를 제조하는 방법에 있어서, 실리콘 기판 위에 금속층을 형성하는 단계; 금속층 위에 양성 감광재를 도포하여 감광층을 형성하는 단계; 감광재의 점성이 유지된 상태에서 실리콘 기판을 일측 방향으로 기울여 감광층의 전체 영역 중에서 일측 방향에 대응하는 영역의 높이가 상대적으로 더 두꺼워지도록 실리콘 기판의 기울기를 조절하는 단계; 소프트 베이킹 공정을 수행하여 감광층을 안정시키고, 다수의 패턴이 형성된 자외선 마스크를 사용하여 마스크의 패턴을 감광층에 전사하는 단계; 현상 공정을 통해 자외선이 전사된 부분의 감광층을 제거하여 각기 다른 높이를 갖는 다수의 감광층 패턴을 형성하는 단계; 열처리를 수행하여 각 감광층 패턴이 열에 의해 융해되는 동시에 감광재 자체의 표면 장력에 의해 각기 다른 높이를 갖는 반구 형태의 패턴을 형성하는 단계; 반구 형태의 각 감광층 패턴 상부에 전도층을 형성하고, 전기 도금을 수행하여 도금층을 형성하는 단계; 도금층만을 분리하여 도금층으로 이루어진 금형틀을 완성하는 단계; 금형틀을 사용하여 사출 성형 또는 핫 엠보싱 공정을 수행함으로써 각기 다른 높이를 갖는 다수의 마이크로 렌즈 어레이를 완성하는 단계를 포함하는 마이크로 렌즈 제조 방법을 제공한다.A method of manufacturing a micro lens, comprising: forming a metal layer on a silicon substrate; Applying a positive photosensitive material on the metal layer to form a photosensitive layer; Adjusting the inclination of the silicon substrate such that the silicon substrate is inclined in one direction while maintaining the viscosity of the photosensitive material so that the height of the region corresponding to the one direction in the entire region of the photosensitive layer is relatively thicker; Performing a soft baking process to stabilize the photosensitive layer and transferring the pattern of the mask to the photosensitive layer using an ultraviolet mask having a plurality of patterns formed thereon; Forming a plurality of photosensitive layer patterns having different heights by removing the photosensitive layer of the portion where the ultraviolet ray is transferred through the developing process; Performing heat treatment to form a hemispherical pattern having different heights by the surface tension of the photosensitive material itself while the photosensitive layer patterns are melted by heat; Forming a conductive layer on each photosensitive layer pattern in the hemispherical shape, and performing plating to form a plating layer; Separating only the plating layer to complete a mold formed of the plating layer; The present invention provides a method for manufacturing a microlens including performing a plurality of microlens arrays having different heights by performing an injection molding or a hot embossing process using a mold.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2i는 본 발명에 따른 마이크로 렌즈의 제조 방법에 대한 공정을 도시한 도면으로서 각각의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로 렌즈 제조 공정에 대해 설명하면 다음과 같다.2A to 2I illustrate a process for a method of manufacturing a microlens according to the present invention. Referring to each drawing, a microlens manufacturing process according to the present invention will be described below.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(11) 위에 금속층(12)을 형성하는데, 이때 금속층(12)은 티타늄을 재료로 하여 열 증착기(Thermal Evaporator)를 사용해 형성한다. 이 금속층(12)은 후속하는 공정에서 형성되는 감광층(13) 및 도금층(16)의 접착력을 강화시키기 위한 목적으로 사용된다. First, as shown in FIG. 2A, the metal layer 12 is formed on the silicon substrate 11, wherein the metal layer 12 is formed using a thermal evaporator using titanium as a material. This metal layer 12 is used for the purpose of strengthening the adhesive force of the photosensitive layer 13 and the plating layer 16 formed in a subsequent process.

계속해서, 도 2b에 도시된 바와 같이 금속층(12) 위에 양성 감광재를 스핀 코팅 기법을 이용하여 도포함으로써 감광층(13)을 형성하고, 감광층(13)이 형성된 구조물을 일측으로 경사지도록 기울인다. 이때, 감광층(13)은 완전히 굳어진 상태가 아닌 약간의 점성이 유지된 상태이기 때문에 감광재가 경사진 방향을 따라 흐르게 되어 도 2c에 도시된 바와 같이 변화된다. 즉, 점성이 유지된 상태의 감광재는 금속층(12)의 경사면을 따라 기판(11)의 높이가 낮은 쪽으로 흐르게 됨으로써 감광층(13)은 도 2c에 도시된 바와 같이 높이가 낮은 쪽 영역의 높이가 두꺼워지게 된다. 이때, 기울기와 기울임 시간을 적절하게 조절함으로써 감광층(13) 양측의 높이를 조절할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 2B, a positive photosensitive material is applied onto the metal layer 12 using spin coating to form the photosensitive layer 13, and the structure on which the photosensitive layer 13 is formed is inclined to one side. . At this time, since the photosensitive layer 13 is not completely hardened but slightly viscous, the photosensitive material flows along the inclined direction and is changed as shown in FIG. 2C. That is, the photoresist in the state where the viscosity is maintained flows toward the lower side of the substrate 11 along the inclined surface of the metal layer 12, so that the photoresist layer 13 has a lower height as shown in FIG. 2C. Thickening. At this time, the height of both sides of the photosensitive layer 13 can be adjusted by appropriately adjusting the inclination and the inclination time.

그리고, 도 2c에 도시된 바와 같은 감광층(13)의 높이가 변화된 구조물에 대해 소프트 베이킹(Soft Baking)을 수행하여 감광층(13)을 안정시킨 다음, 다시 도 2d에 도시된 바와 같이 다수개의 패턴이 형성된 마스크(14)를 사용하여 자외선 노광 공정을 수행한다. 이러한 과정을 통해 자외선이 조사된 감광층(13)에 대해서 현상 공정을 수행하면, 감광층(13)의 전체 영역 중에서 자외선에 노출된 영역이 제거됨으로써 도 2e에 도시된 바와 같이 각기 다른 높이를 갖는 다수개의 감광층(13) 패턴이 금속층(12) 위에 형성된다.Then, the photosensitive layer 13 is stabilized by performing soft baking on the structure of which the height of the photosensitive layer 13 is changed as shown in FIG. 2C, and then again as shown in FIG. 2D. The ultraviolet light exposure process is performed using the patterned mask 14. When the development process is performed on the photosensitive layer 13 irradiated with ultraviolet rays through this process, the region exposed to the ultraviolet rays is removed from the entire region of the photosensitive layer 13 to have different heights as shown in FIG. 2E. A plurality of photosensitive layer 13 patterns are formed on the metal layer 12.

계속해서, 도 2e에 도시된 구조물을 120℃∼150℃의 열처리 장비에서 10∼15분 동안 열처리를 수행하면, 감광층(13) 패턴 표면이 열에 의해 녹게 되며 자체의 표면 장력에 의해 도 2f에 도시된 바와 같은 반구형의 형상으로 변화하게 된다. 이때 반구형의 각 감광층(13) 패턴의 높이는 도 2e에서 형성된 감광층(13)의 각 패턴의 높이에 대응하여 각각 다르게 형성된다. 그리고, 후속 공정으로서 도 2g에 도시된 바와 같이 감광층(13) 패턴 위에 크롬/골드(Cr/Au)를 약 200/1000Å정도로 증착시켜 니켈(Ni) 도금을 위한 전도층(15)을 형성하고, 술퍼민산옥니켈 용액(55℃, pH4)에서 장시간 니켈 도금을 하여 전도층(15)위에 니켈 도금층(16)을 형성한다. Subsequently, when the structure shown in FIG. 2E is subjected to heat treatment for 10 to 15 minutes in the heat treatment equipment at 120 ° C. to 150 ° C., the surface of the photosensitive layer 13 pattern is melted by heat, and the surface tension of FIG. The shape is changed to hemispherical shape as shown. At this time, the heights of the patterns of the hemispherical photosensitive layers 13 are formed differently corresponding to the heights of the patterns of the photosensitive layers 13 formed in FIG. 2E. As a subsequent process, as illustrated in FIG. 2G, chromium / gold (Cr / Au) is deposited on the photosensitive layer 13 pattern at about 200/1000 μs to form a conductive layer 15 for nickel (Ni) plating. The nickel plating layer 16 is formed on the conductive layer 15 by nickel plating for a long time in the sulphonic acid sulphate solution (55 ° C, pH 4).

이러한 각각의 과정을 거쳐 니켈 도금층(16)이 완성되면 구조물로부터 니켈 도금층(16)만을 분리한다. 먼저 식각 용액을 이용하여 실리콘 기판(11), 금속층 (12), 전도층(15)을 순차적으로 제거하고, 마지막으로 감광재 패턴을 끊는 아세톤 (Acetone)과 메탄올(Methanol) 및 탈 이온수(De-ionized water)를 이용하여 감광층 (13)을 제거한다. 따라서, 도 2h에 도시된 바와 같이 니켈 도금층(16)으로 이루어진 금형틀을 얻을 수 있게 된다.When the nickel plating layer 16 is completed through each of these processes, only the nickel plating layer 16 is separated from the structure. First, the silicon substrate 11, the metal layer 12, and the conductive layer 15 are sequentially removed using an etching solution, and finally, acetone, methanol, and deionized water, which terminate the photosensitive material pattern, are finally removed. The photosensitive layer 13 is removed using ionized water. Therefore, as shown in FIG. 2H, a mold frame including the nickel plating layer 16 can be obtained.

결과적으로, 이 니켈 도금층(16)으로 이루어진 금형틀과 PMMA(Polymethyl Methacrylate)와 같은 감광재를 사용하여 사출 성형 또는 핫 엠보싱 공정을 수행하면, 도 2i에 도시된 바와 같이 각기 다른 높이를 갖는 다수의 마이크로 렌즈(18)가 탑재된 마이크로 렌즈 어레이(17)를 동시에 제작할 수 있게 된다. 또한, 전술한 도 2c에서 감광층(13)이 형성된 실리콘 기판(11)의 기울기 및 기울임 시간을 적절하게 조절함으로써 각 마이크로 렌즈의 높이를 용이하게 조절할 수 있다.As a result, when the injection molding or hot embossing process is performed using a mold frame made of the nickel plating layer 16 and a photosensitive material such as polymethyl methacrylate (PMMA), as shown in FIG. The micro lens array 17 on which the micro lens 18 is mounted can be manufactured at the same time. In addition, the height of each micro lens can be easily adjusted by appropriately adjusting the inclination and inclination time of the silicon substrate 11 on which the photosensitive layer 13 is formed in FIG. 2C.

상술한 실시예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적이 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.The above embodiments and drawings are merely for the purpose of describing the contents of the invention in detail, and are not intended to limit the scope of the technical idea of the invention, the present invention described above is a general knowledge in the technical field to which the present invention belongs. As those skilled in the art can make various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit and scope of the present invention, it is not limited to the embodiments and the accompanying drawings, as well as the appended claims and equivalents. It should be judged including the scope.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 단일 공정을 통해 각기 다른 높이를 갖는 다수의 마이크로 렌즈를 동시에 제작할 수 있는 효과가 있으며, 그로 인해 마이크로 렌즈의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 감광재가 도포된 실리콘 기판의 기울기 및 기울임 시간을 조절함으로써 제작하고자 하는 마이크로 렌즈의 높이를 용이하게 조절할 수 있는 효과도 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect of simultaneously producing a plurality of micro lenses having different heights through a single process, thereby improving the productivity of the micro lens. In addition, there is also an effect that can easily adjust the height of the micro-lens to be manufactured by adjusting the tilt and tilting time of the silicon substrate coated with the photosensitive material.

도 1a 내지 도 1h는 종래의 마이크로 렌즈 제조 공정을 도시한 도면.1A to 1H illustrate a conventional microlens manufacturing process.

도 2a 내지 도 2i는 본 발명에 따른 마이크로 렌즈 제조 공정을 도시한 도면.2A to 2I illustrate a microlens manufacturing process according to the present invention.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣

1, 11 : 실리콘 기판 2, 12 : 금속층1, 11: silicon substrate 2, 12: metal layer

3, 13 : 감광층 4, 14 : 마스크 3, 13: photosensitive layer 4, 14: mask

5, 15 : 전도층 6, 16 : 도금층5, 15: conductive layer 6, 16: plating layer

17 : 마이크로 렌즈 어레이 18 : 마이크로 렌즈17: micro lens array 18: micro lens

Claims (3)

마이크로 렌즈를 제조하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing a micro lens, (a) 실리콘 기판 위에 금속층을 형성하는 단계;(a) forming a metal layer over the silicon substrate; (b) 상기 금속층 위에 양성 감광재를 도포하여 감광층을 형성하는 단계;(b) applying a positive photosensitive material on the metal layer to form a photosensitive layer; (c) 상기 감광재의 점성이 유지된 상태에서 상기 실리콘 기판을 일측 방향으로 기울여 상기 감광층의 전체 영역 중에서 상기 일측 방향에 대응하는 영역의 높이가 상대적으로 더 두꺼워지도록 상기 감광층의 높이를 조절하는 단계;(c) adjusting the height of the photosensitive layer such that the silicon substrate is inclined in one direction while the viscosity of the photosensitive material is maintained so that the height of the region corresponding to the one direction is relatively thicker in the entire region of the photosensitive layer; step; (d) 상기 감광층의 높이 조절이 완료되면 소프트 베이킹 공정을 수행하여 상기 감광층을 안정시키고, 다수의 패턴이 형성된 자외선 마스크를 사용하여 상기 마스크의 패턴을 상기 감광층에 전사하는 단계;(d) performing a soft baking process to stabilize the photosensitive layer when the height adjustment of the photosensitive layer is completed, and transferring the pattern of the mask to the photosensitive layer using an ultraviolet mask having a plurality of patterns formed thereon; (e) 현상 공정을 통해 상기 자외선이 전사된 부분의 감광층을 제거하여 각기 다른 높이를 갖는 다수의 감광층 패턴을 형성하는 단계;(e) forming a plurality of photosensitive layer patterns having different heights by removing the photosensitive layer of the portion where the ultraviolet ray is transferred through a developing process; (f) 열처리를 수행하여 상기 각 감광층 패턴이 열에 의해 융해되는 동시에 상기 감광재 자체의 표면 장력에 의해 각기 다른 높이를 갖는 반구 형태의 패턴을 형성하는 단계;(f) performing heat treatment to form the hemispherical patterns having different heights by the surface tension of the photoresist itself while the photosensitive layer patterns are melted by heat; (g) 상기 반구 형태의 각 감광층 패턴 상부에 전도층을 형성하고, 전기 도금을 수행하여 도금층을 형성하는 단계;(g) forming a conductive layer on each of the photosensitive layer patterns having a hemisphere shape, and performing plating to form a plating layer; (h) 상기 실리콘 기판, 상기 금속층, 상기 감광층 및 상기 전도층을 제거하여 각기 다른 깊이의 다수의 반구형 홈이 형성되고 상기 도금층으로 이루어진 금형틀을 완성하는 단계;(h) removing the silicon substrate, the metal layer, the photosensitive layer and the conductive layer to form a plurality of hemispherical grooves having different depths and completing a mold frame made of the plating layer; (i) 상기 금형틀을 이용한 사출성형 공정 또는 핫 엠보싱 공정을 수행하여 각기 다른 높이를 갖는 다수의 마이크로 렌즈 어레이를 완성하는 단계를 포함하는 마이크로 렌즈 제조 방법.(i) performing the injection molding process or the hot embossing process using the mold to complete a plurality of micro lens arrays having different heights. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 각 마이크로 렌즈의 높이는 상기 (c)단계에서 상기 실리콘 기판의 기울기와 기울임 시간에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈 제조 방법.The height of each micro lens is determined by the inclination and the inclination time of the silicon substrate in the step (c). 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 금속층은 티타늄을 사용하여 형성하고, 상기 전도층은 크롬/골드 (Cr/Au)를 증착하여 형성하며, 상기 도금층은 니켈을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈 제조 방법.The metal layer is formed using titanium, the conductive layer is formed by depositing chromium / gold (Cr / Au), the plating layer is characterized in that the micro lens manufacturing method using nickel.
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