KR101173155B1 - 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법 - Google Patents

마이크로렌즈 어레이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

렌즈의 형상 개선과 관련한 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 구면 또는 비구면 마이크로렌즈 어레이를 제작하기 위해 반도체 공정인 드라이 이온 에칭과 웨트 에칭을 적절히 사용하여 렌즈의 형상 및 특성을 다양하게 조절 가능함을 제공한다. 또한, 사용하려는 장치의 용도에 맞는 다양한 형상과 크기를 갖는 마이크로렌즈 어레이의 제작이 가능함을 제공한다.

Description

마이크로렌즈 어레이의 제조 방법{METHOD FOR FABRICATING MICROLENS ARRAY}
본 발명은 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 렌즈의 형상 및 크기 개선과 관련한 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법에 관한 것이다.
마이크로렌즈 어레이는 통신, 의료기기, 멀티미디어기기, 전자기기 및 액정디스플레이(liquid crystal display) 분야 등에서 적용될 수 있는 부품으로서, 특히 광통신 시스템에서 광 섬유간에 신호를 주고 받을 때 광 신호의 손실을 줄이기 위해서 필수적으로 쓰이는 광 부품으로 사용된다.
또한, 마이크로렌즈 어레이는 이미지 센서의 효율을 높이거나 바이오칩(biochip)의 광 검출 시스템(optical detection system)의 효율을 증가시키기 위해 적극적으로 활용되기도 한다.
또한, 마이크로렌즈 어레이는 최근에 연구되고 있는 디지털 노광기에서 디지털마이크로미러디바이스(DMD)에서 반사되는 빛을 집광을 시켜서 해상력을 결정하는 빔 스팟(Beam Spot)의 형상을 결정하는 중요한 광학 소자의 역할을 한다.
이러한 마이크로렌즈 어레이는 곡률 반경, 렌즈의 두께 및 재질에 따라 초점 거리 및 빔 스폿(beam spot)의 형상과 크기가 성능면에서 좌우될 수 있는데, 종래의 마이크로렌즈 어레이는 그와 같은 특성면에서 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 드라이 이온 에칭과 웨트 에칭 공정을 혼합하여 공정비를 조절함으로써 다양한 형상과 크기의 비구면 또는 구면 형태로 제작하고, 그로부터 곡률 반경, 초점 거리 및 빔 스폿(beam spot)의 특성을 향상시킬 수 있는 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, (a) 석영 웨이퍼 상에 Cr(크롬) 막 및 Al(알루미늄) 막을 차례로 소정의 높이로 증착하는 단계; (b) 상기 Cr 막 및 Al 막 상에 포토레지스트(PR)를 코팅하여 소정의 홀(Hole) 크기를 갖도록 PR 패터닝 하는 단계; (c) 상기 PR 패터닝된 포토레지스트들의 사이에 있는 상기 Cr 막 및 Al 막을 드라이 에칭 공정을 이용하여 패터닝하는 단계; (d) 상기 포토레지스트들을 제거하는 단계; (e) 상기 Cr 막 및 Al 막들의 사이에 형성된 상기 석영 웨이퍼를 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 에칭한 뒤, 상기 Al 막들을 제거하는 단계; (f) BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액을 이용하여 기설정된 시간 안에 상기 Cr 막들 사이의 석영 웨이퍼를 웨트 에칭하는 단계; 및 (g) 상기 Cr막들을 제거하는 단계를 포함하는 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 태양에 따르면, (a) 석영 웨이퍼 상에 Poly-Si 막을 소정의 높이로 증착하는 단계; (b) 상기 Poly-Si 막 상에 포토레지스트(PR)를 코팅하여 소정의 홀 크기를 갖도록 PR 패터닝 하는 단계; (c) 상기 PR 패터닝된 포토레지스트들의 사이에 있는 상기 Poly-Si 막을 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 패터닝하는 단계; (d) 상기 포토레지스트들을 제거하는 단계; (e) Poly-Si 막들의 사이에 형성된 상기 석영 웨이퍼를 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 에칭하는 단계; (f) 02 애슁(Ashing) 및 황산보일(H2SO4 Boil)을 이용하여 상기 Poly-Si 막 사이에 형성된 불순물인 폴리머를 제거한 후, 기설정된 시간 안에 상기 Poly-Si 막들 사이에 있는 석영 웨이퍼를 웨트 에칭하는 단계; 및 (g) 상기 Poly-Si 막들을 제거하는 단계를 포함하는 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법이 제공된다.
여기서, 각 양태에 따른 상기 (f) 단계의 결과로, 상기 석영 웨이퍼를 비구면 형태로 제작할 수 있으며, 상기 비구면 형태는, 상기 드라이 이온 에칭의 깊이와 폭, 및 간격의 정도와 상기 웨트 에칭의 정도에 따라 형상과 크기를 달리할 수 있다.
또한, 각 양태에 따른 상기 (e) 단계에서 상기 드라이 이온 에칭 대신에 등방성 에칭을 적용하여 상기 (f) 내지 (g) 단계를 반복 수행하면, 그 결과로, 상기 석영 웨이퍼를 구면 형태로 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 태양에 따르면, (a) 석영 웨이퍼 상에 Cr(크롬) 막을 소정의 높이로 증착하는 단계; (b) 상기 Cr 막 상에 제1 포토레지스트(PR)를 코팅하여 소정의 홀 크기를 갖도록 PR 패터닝 하는 단계; (c) 상기 PR 패터닝된 제1 포토레지스트들의 사이에 있는 상기 Cr 막을 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 패터닝하는 단계; (d) 상기 제1 포토레지스트들을 제거하고, 소정의 두께가 되도록 제2 포토레지스트를 패터닝된 상기 Cr 막 상에 다시 코팅하는 단계; (e) 상기 석영 웨이퍼의 후면에 자외선(UV)를 조사하여 코팅된 상기 제2 포토레지스트을 노광 및 현상하는 단계; (f) 이온 에칭 공정을 이용하여 상기 Cr 막들 사이의 석영 웨이퍼를 에칭한 후 상기 제2 포토레지스트를 제거하는 단계; (g) BOE를 이용하여 기설정된 시간 안에 상기 Cr 막들 사이의 석영 웨이퍼를 웨트 에칭하는 단계; 및 (h) 상기 Cr막들을 제거하는 단계를 포함하는 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법이 제공된다.
여기서, 상기 (g) 단계의 결과로, 상기 석영 웨이퍼를 비구면 형태로 제작할 수 있으며, 상기 비구면 형태는, 상기 드라이 이온 에칭의 깊이와 폭, 및 간격의 정도와 상기 웨트 에칭 정도에 따라 형상과 크기를 달리할 수 있다.
또한, 상기 (f) 단계에서 상기 드라이 이온 에칭 대신에 등방성 에칭을 적용하여 상기 (g) 내지 (h) 단계를 반복 수행하면, 그 결과로, 상기 석영 웨이퍼를 구면 형태로 제작할 수 있다.
본 발명에 의하면, 드라이 이온 에칭과 웨트 에칭을 혼합하여 각각의 공정비를 조절함으로써 다양한 형상과 크기의 비구면 형태의 렌즈를 제작하며, 이로써 렌즈의 특성인 곡률반경, 초점 거리 및 빔 스폿의 크기를 최적화시킬 수 있는 효과를 달성하게 된다.
또한, 드라이 이온 에칭과 웨트 에칭을 혼합하되 드라이 이온 에칭을 좁고 깊게 에칭하고, 웨트 에칭하여 곡률반경이 작은 타원형의 비구면 마이크로렌즈를 제작하는 효과를 달성하게 된다.
또한, 드라이 이온 에칭을 넓고 얇게 에칭하고, 웨트 에칭하여 곡률 반경이 큰 비구면 마이크로렌즈를 제작하는 효과를 달성하게 된다.
또한, 드라이 이온 에칭을 하지 않고 웨트 에칭만의 등방성 에칭을 하여 구면 형태의 마이크로 렌즈를 제작하는 효과를 달성하게 된다.
도 1 및 도 2는 제1 실시예에 따른 마이크로렌즈 어레이(100)의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 제2 실시예에 따른 마이크로렌즈 어레이(200)의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 제3 실시예에 따른 마이크로렌즈 어레이(300)의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
제1 실시예
도 1 및 도 2는 제1 실시예에 따른 마이크로렌즈 어레이(100)의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로렌즈 어레이(100)의 제조 방법은 비구면 형태의 마이크로렌즈를 제작하기 위하여 (a) 내지 (g) 단계를 포함하여 순차적으로 수행한다.
먼저, 본 발명의 (a) 단계에서는 석영 웨이퍼(110, quartz wafer) 상에 마스킹 역할을 할 수 있는 Cr막(120) 및 Al 막(130)을 차례로 소정의 높이로 증착하게 된다. 이때, Cr막(120) 및 Al 막(130)의 높이는 1μm 이하의 범위 내에서 이루어질 수 있다.
다음으로, 본 발명의 (b) 단계에서는 먼저 Cr막(120) 및 Al 막(130) 상에 포토레지스트(PR, 140)를 코팅하게 된다. 이어서, 마스크(150)를 포토레지스트(PR, 140)의 상부에 놓은 후 자외선(UV)을 조사하여 포토레지스트(140)을 대상으로 PR 패터닝을 하게 된다.
이때, 포토레지스터(140)의 두께는 2μm 이하로 하며, PR 패터닝된 각각의 포토레지스트들 예컨대 참조 부호 141의 포토레지스트와 참조 부호 142의 포토레지스트 사이에 형성된 홀(hole)의 크기는 제작하고자 하는 비구면 렌즈의 형상과 크기에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다.
다음으로, 본 발명의 (c) 단계에서는 PR 패터닝된 포토레지스트(140)를 마스킹으로 사용하여 포토레지스트(140)의 하부에 있는 Cr막(120) 및 Al 막(130)을 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 패터닝을 진행하게 된다. 예를 들면, 참조 부호 141 및 142의 포토레지스트(140)의 사이에 있는 참조 부호 121의 Cr 막과 참조 부호 122의 Cr 막 사이가 패터닝되며, 참조 부호 131의 Al 막과 참조 부호 132의 Al 막 사이가 드라이 이온 에칭 공정에 의해서 패터닝이 되는 것이다. 이때, 드라이 이온 에칭을 좁고 깊게 하는 정도에 따라서 비구면 렌즈의 크기를 변화시킬 수 있다. 상기 드라이 이온 에칭 공정은 반응 가스를 이용한다.
다음으로, 본 발명의 (d) 단계에서는 드라이 이온 에칭 후 맨 상층에 있는 포토레지스트(140)들을 제거하게 된다.
다음으로, 본 발명의 (e) 단계에서는 (d) 단계 후, Cr 막(120) 및 Al 막(130)들의 사이에 형성된 석영 웨이퍼(110)를 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 패턴에 맞도록 에칭한 후 Al 막(130)들을 제거하게 된다. 예를 들면, 참조 부호 121의 Cr 막과 참조 부호 122의 Cr막 사이에 있는 참조 부호 111의 석영 웨이퍼를 이온 에칭을 이용하여 에칭할 수 있는 것이다. 상기 드라이 이온 에칭 공정은 Deep Reactive Ion Etching(Deep RIE)을 지칭한다.
다음으로, 본 발명의 (f) 단계에서는 (e) 단계 후 BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액을 이용하여 기설정된 시간 안에 Cr 막(120)들 사이의 석영 웨이퍼(110)를 웨트 에칭(Wet Etching)하는 과정을 수행하게 된다. 예를 들면, 참조 부호 121의 Cr 막과 참조 부호 122의 Cr 막 사이에 있는 참조 부호 112의 석영 웨이퍼를 웨트 에칭하게 되는 것이다. 이때, 기설정된 시간에 따라서 웨트 에칭되는 석영 웨이퍼(110)의 형상과 크기를 조절하게 된다. 이로써, 다양한 형상과 크기를 갖는 비구면 형태의 렌즈를 제작하게 되는 것이다.
마지막으로, 본 발명의 (g) 단계에서는 (f) 단계 후, 맨 위층에 있는 Cr막(120)들을 제거하게 된다. 이로써, 본 제1 실시예에서는 다양한 형상과 크기의 비구면 렌즈를 완성하게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 마이크로렌즈의 제조 방법은 앞서 설명된 (e) 단계에서 수행된 드라이 이온 에칭 대신에 등방성 에칭을 적용할 수 있는데, 그럴 경우 (e) 단계의 등방성 에칭 후, 앞서 설명된 (f) 내지 (g) 단계를 동일하게 수행하면 비구면 형태가 아닌 구면 형태의 렌즈를 완성할 수 있게 된다.
제2 실시예
도 3 및 도 4는 제2 실시예에 따른 마이크로렌즈 어레이(200)의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로렌즈 어레이(200)의 제조 방법은 비구면 형태의 마이크로렌즈를 제작하기 위하여 (a) 내지 (g) 단계를 포함하여 순차적으로 수행한다.
먼저, 본 발명의 (a) 단계에서는 석영 웨이퍼(210, quartz wafer) 상에 마스킹 역할을 할 수 있는 Poly-Si 막(220)을 소정의 높이로 증착하게 된다. 이때, Poly-Si 막(220)의 높이는 1μm 이하의 범위 내에서 이루어질 수 있다.
다음으로, (b) 단계에서는 먼저 Poly-Si 막(220) 상에 포토레지스트(PR, 230)를 코팅하게 된다. 이어서, 마스크(240)를 포토레지스트(PR, 230)의 상부에 놓은 후 자외선을 조사하여 포토레지스트(230)을 대상으로 PR 패터닝을 하게 된다.
이때, 포토레지스터(230)의 두께는 2μm 이하로 하며, PR 패터닝된 각각의 포토레지스트들 예컨대 참조 부호 231의 포토레지스트와 참조 부호 232의 포토레지스트의 홀(hole) 크기는 제작하고자 하는 비구면 렌즈의 형상과 크기에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다.
다음으로 (c) 단계에서는 PR 패터닝된 포토레지스트(230)들의 사이에 있는 Poly-Si 막(220)을 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 패터닝을 진행하게 된다. 예를 들면, 참조 부호 231 및 232의 포토레지스트(230)의 사이에 있는 참조 부호 221의 Poly-Si 막과 참조 부호 222의 Poly-Si 막 사이가 패터닝되는 것이다. 이때, 드라이 이온 에칭을 좁고 깊게 하는 정도에 따라서 비구면 렌즈의 형상과 크기를 변화시킬 수 있다. 상기 드라이 이온 에칭 공정은 반응 가스를 이용한다.
다음으로, 본 발명의 (d) 단계에서는 드라이 이온 에칭 후 맨 상층에 있는 포토레지스트(230)들을 제거하게 된다.
다음으로, 본 발명의 (e) 단계에서는 Poly-Si 막(220)들의 사이에 형성된 석영 웨이퍼(210)를 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 패턴에 맞도록 에칭을 수행하게 된다. 예를 들면, 참조 부호 221의 Poly-Si 막과 참조 부호 222의 Poly-Si 막 사이에 있는 참조 부호 211의 석영 웨이퍼를 드라이 이온 에칭을 이용하여 에칭할 수 있는 것이다. 상기 드라이 이온 에칭 공정은 Deep Reactive Ion Etching(Deep RIE)을 지칭한다.
다음으로, 본 발명의 (f) 단계에서는 Poly-Si 막(220)들중 예컨대 참조 부호 221의 Poly-Si 막과 참조 부호 222의 Poly-Si 막 사이에 형성된 불순물인 폴리머를 02 애슁(Ashing) 및 황산보일((H2SO4 Boil)을 이용하여 제거한 후, 기설정된 시간 안에 Poly-Si 막(220)들 사이에 있는 하부의 석영 웨이퍼(210)를 웨트 에칭하는 과정을 수행하게 된다. 예를 들면, 221의 Poly-Si 막과 222의 Poly-Si 막 사이에 있는 참조 부호 212의 석영 웨이퍼를 웨트 에칭하게 되는 것이다. 이때, 기설정된 시간에 따라서 웨트 에칭되는 석영 웨이퍼(210)의 형상과 크기를 조절하게 된다. 이로써, 다양한 형상과 크기를 갖는 비구면 형태의 렌즈를 제작하게 되는 것이다.
마지막으로, 본 발명의 (g) 단계에서는 (f) 단계 후, Poly-Si(220)들을 제거하게 된다. 이로써, 본 제2 실시예에서는 다양한 형상과 크기를 갖는 비구면 렌즈를 완성하게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 마이크로렌즈의 제조 방법은 앞서 설명된 (e) 단계에서 수행된 드라이 이온 에칭 대신에 등방성 에칭을 적용할 수 있는데, 그럴 경우 (e) 단계의 등방성 에칭 후, 앞서 설명된 (f) 내지 (g) 단계를 동일하게 수행하면 비구면 형태가 아닌 구면 형태의 렌즈를 완성할 수도 있게 된다.
제3 실시예
도 5 및 도 6은 제3 실시예에 따른 마이크로렌즈 어레이(300)의 제조 방법을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 마이크로렌즈 어레이(300)의 제조 방법은 비구면 형태의 마이크로렌즈를 제작하기 위하여 (a) 내지 (h) 단계를 포함하여 순차적으로 수행한다.
먼저, 본 발명의 (a) 단계에서는 석영 웨이퍼(310, quartz wafer) 상에 마스킹 역할을 할 수 있는 Cr막(320)을 소정의 높이로 증착하게 된다. 이때, Cr막(320)의 높이는 1μm 이하의 범위 내에서 이루어질 수 있다.
다음으로, 본 발명의 (b) 단계에서는 Cr막(320) 상에 제1 포토레지스트(PR, 330)를 코팅하게 된다. 이어서, 마스크(340)를 제1 포토레지스트(PR, 330)의 상부에 놓은 후 자외선(UV)을 조사하여 제1 포토레지스트(330)을 대상으로 PR 패터닝을 하게 된다.
이때, 마스크(340) 및 제1 포토레지스터(330)의 두께는 2μm 이하로 하며, PR 패터닝된 각각의 포토레지스트들 예컨대 참조 부호 331의 포토레지스트와 참조 부호 332의 포토레지스의 사이에 있는 홀 크기는 제작하고자 하는 비구면 렌즈의 형상과 크기에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다.
다음으로, 본 발명의 (c) 단계에서는 PR 패터닝된 제1 포토레지스트(330)들의 사이에 있는 Cr막(320)을 드라이 이온 에칭 공정(dry ion etching)을 이용하여 패터닝을 진행하게 된다. 예를 들면, 참조 부호 331 및 332의 제1 포토레지스트(330)의 사이에 있는 참조 부호 321의 Cr 막과 참조 부호 322의 Cr 막 사이가 패터닝이 되는 것이다. 이때, 드라이 이온 에칭을 좁고 깊게 하는 정도에 따라서 비구면 렌즈의 형상과 크기를 변화시킬 수 있다. 상기 드라이 이온 에칭 공정은 반응 가스를 이용한다.
다음으로, 본 발명의 (d) 단계에서는 (c) 단계 후, 맨 위층에 있는 제1 포토레지스트(330)들을 제거하고, 새로운 제2 포토레지스트(350)를 코팅하게 되는데, 소정의 두께가 되도록 제2 포토레지스트(350)를 패터닝된 Cr 막(320) 상에 다시 코팅하는 과정을 수행하게 된다. 이때, 새로운 제2 포토레지스트(350)의 두께는 2μm 이상으로 코팅되는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 (e) 단계에서는 (d) 단계 후, 석영 웨이퍼(310, quartz wafer)의 후면에 자외선(UV)를 조사하여 Cr 막(320)들 사이에 있는 코팅된 제2 포토레지스트(350)을 노광 및 현상하는 과정을 수행하게 된다. 예를 들면, 참조 부호 321 및 322의 Cr 막 사이와 참조 부호 351와 352의 제2 포토레지스트 사이가 석영 웨이퍼(310)를 투과한 자외선에 의해 노광이 이루어질 수 있다.
다음으로, 본 발명의 (f) 단계에서는 (e) 단계 후, 이온 에칭 공정을 이용하여 Cr 막(320)들 사이의 석영 웨이퍼(310)를 에칭한 후, 맨 위층에 있는 제2 포토레지스트(350)를 제거하는 과정을 수행하게 된다. 예를 들면, 참조 부호 321의 Cr막과 참조 부호 322의 Cr막 사이에 있는 참조 부호 311의 석영 웨이퍼를 이온 에칭을 이용하여 에칭할 수 있는 것이다. 상기 이온 에칭 공정은 Deep Reactive Ion Etching(Deep RIE)을 지칭한다.
다음으로, 본 발명의 (g) 단계에서는 (f) 단계 후 BOE 용액을 이용하여 기설정된 시간 안에 Cr 막(320)들 사이의 석영 웨이퍼(310)를 웨트 에칭하는 과정을 수행하게 된다. 예를 들면, 참조 부호 321의 Cr 막과 참조 부호 322의 Cr 막 사이에 있는 참조 부호 311의 석영 웨이퍼를 웨트 에칭하게 되는 것이다. 이때, 기설정된 시간에 따라서 웨트 에칭되는 석영 웨이퍼(310)의 형상과 크기를 조절하게 된다. 이로써, 다양한 형상과 크기를 갖는 비구면 형태의 렌즈를 제작하게 되는 것이다.
마지막으로, 본 발명의 (h) 단계에서는 (g) 단계 후, 맨 위층에 있는 Cr막(120)들을 제거하게 된다. 이로써, 본 제3 실시예에서는 다양한 형상과 크기를 갖는 비구면 렌즈를 완성하게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 마이크로렌즈의 제조 방법은 앞서 설명된 (f) 단계에서 수행된 드라이 에칭 대신에 등방성 에칭을 적용할 수 있는데, 그럴 경우 (f) 단계의 등방성 에칭 후, 앞서 설명된 (g) 내지 (h) 단계를 동일하게 수행하면 비구면 형태가 아닌 구면 형태의 렌즈를 완성할 수 있게 된다.
이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
100 : 마이크로렌즈 어레이 110 : 석영 웨이퍼
120 : Cr 막 130 : Al 막
140 : 포토레지스트 150 : 마스크
200 : 마이크로렌즈 어레이 210 : 석영 웨이퍼
220 : Poly-Si 막 230 : 포토레지스트
240 : 마스크 300 : 마이크로렌즈 어레이
310 : 석영 웨이퍼 320 : Cr 막
330 : 제1 포토레지스트 340 : 마스크
350 : 제2 포토레지스트

Claims (12)

  1. (a) 석영 웨이퍼 상에 Cr 막 및 Al 막을 차례로 소정의 높이로 증착하는 단계;
    (b) 상기 Cr 막 및 Al 막 상에 포토레지스트(PR)를 코팅하여 소정의 홀 크기를 갖도록 PR 패터닝 하는 단계;
    (c) 상기 PR 패터닝된 포토레지스트들의 사이에 있는 상기 Cr 막 및 Al 막을 드라이 에칭 공정을 이용하여 패터닝하는 단계;
    (d) 상기 포토레지스트들을 제거하는 단계;
    (e) 상기 Cr 막 및 Al 막들의 사이에 형성된 상기 석영 웨이퍼를 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 에칭한 뒤, 상기 Al 막들을 제거하는 단계;
    (f) BOE 용액을 이용하여 기설정된 시간 안에 상기 Cr 막들 사이의 석영 웨이퍼를 웨트 에칭하는 단계; 및
    (g) 상기 Cr막들을 제거하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (f) 단계의 결과로,
    상기 석영 웨이퍼를 비구면 형태로 제작하는 것을 특징으로 하는 상기 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 비구면 형태는,
    상기 드라이 이온 에칭의 깊이와 폭, 및 간격의 정도와 상기 웨트 에칭의 정도에 따라 형상과 크기를 달리하는 것을 특징으로 하는 상기 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 상기 드라이 이온 에칭 대신에 등방성 에칭을 적용하여 상기 (f) 내지 (g) 단계를 반복 수행하면,
    그 결과로, 상기 석영 웨이퍼를 구면 형태로 제작하는 것을 특징으로 하는 상기 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
  5. (a) 석영 웨이퍼 상에 Poly-Si 막을 소정의 높이로 증착하는 단계;
    (b) 상기 Poly-Si 막 상에 포토레지스트(PR)를 코팅하여 소정의 홀 크기를 갖도록 PR 패터닝 하는 단계;
    (c) 상기 PR 패터닝된 포토레지스트들의 사이에 있는 상기 Poly-Si 막을 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 패터닝하는 단계;
    (d) 상기 포토레지스트들을 제거하는 단계;
    (e) Poly-Si 막들의 사이에 형성된 상기 석영 웨이퍼를 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 에칭하는 단계;
    (f) 02 애슁(Ashing) 및 황산보일을 이용하여 상기 Poly-Si 막 사이에 형성된 불순물인 폴리머를 제거한 후, 기설정된 시간 안에 상기 Poly-Si 막들 사이에 있는 석영 웨이퍼를 웨트 에칭하는 단계; 및
    (g) 상기 Poly-Si 막들을 제거하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 (f) 단계의 결과로,
    상기 석영 웨이퍼를 비구면 형태로 제작하는 것을 특징으로 하는 상기 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 비구면 형태는,
    상기 드라이 이온 에칭의 깊이와 폭, 및 간격의 정도와 상기 웨트 에칭의 정도에 따라 형상과 크기를 달리하는 것을 특징으로 하는 상기 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 상기 드라이 이온 에칭 대신에 등방성 에칭을 적용하여 상기 (f) 내지 (g) 단계를 반복 수행하면,
    그 결과로, 상기 석영 웨이퍼를 구면 형태로 제작하는 것을 특징으로 하는 상기 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
  9. (a) 석영 웨이퍼 상에 Cr 막을 소정의 높이로 증착하는 단계;
    (b) 상기 Cr 막 상에 제1 포토레지스트(PR)를 코팅하여 소정의 홀 크기를 갖도록 PR 패터닝 하는 단계;
    (c) 상기 PR 패터닝된 제1 포토레지스트들의 사이에 있는 상기 Cr 막을 드라이 이온 에칭 공정을 이용하여 패터닝하는 단계;
    (d) 상기 제1 포토레지스트들을 제거하고, 소정의 두께가 되도록 제2 포토레지스트를 패터닝된 상기 Cr 막 상에 다시 코팅하는 단계;
    (e) 상기 석영 웨이퍼의 후면에 UV를 조사하여 코팅된 상기 제2 포토레지스트을 노광 및 현상하는 단계;
    (f) 이온 에칭 공정을 이용하여 상기 Cr 막들 사이의 석영 웨이퍼를 에칭한 후 상기 제2 포토레지스트를 제거하는 단계;
    (g) BOE를 이용하여 기설정된 시간 안에 상기 Cr 막들 사이의 석영 웨이퍼를 웨트 에칭하는 단계; 및
    (h) 상기 Cr막들을 제거하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 (g) 단계의 결과로,
    상기 석영 웨이퍼를 비구면 형태로 제작하는 것을 특징으로 하는 상기 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 비구면 형태는,
    상기 드라이 이온 에칭의 깊이와 폭, 및 간격의 정도와 상기 웨트 에칭 정도에 따라 형상과 크기를 달리하는 것을 특징으로 하는 상기 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 (f) 단계에서 상기 드라이 이온 에칭 대신에 등방성 에칭을 적용하여 상기 (g) 내지 (h) 단계를 반복 수행하면,
    그 결과로, 상기 석영 웨이퍼를 구면 형태로 제작하는 것을 특징으로 하는 상기 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017082467A1 (ko) * 2014-11-26 2017-05-18 한국과학기술원 마이크로 렌즈 어레이 제조 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103760627B (zh) * 2014-01-17 2015-04-29 广州中国科学院先进技术研究所 一种多通道滤光微透镜阵列的制作方法
KR101641856B1 (ko) * 2016-02-19 2016-07-22 주식회사 제이티에스인더스트리 디오이렌즈를 사용한 빔질 향상용 의료 핸드피스
KR101633009B1 (ko) * 2016-02-23 2016-07-01 주식회사 제이티에스인더스트리 빔질 향상용 doe렌즈 제조 방법 및 이에 의해 제조된 빔질 향상용 doe렌즈

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11245266A (ja) 1997-12-26 1999-09-14 Micro Opt:Kk 樹脂正立等倍レンズアレイおよびその製造方法
JP2008003292A (ja) 2006-06-22 2008-01-10 Seiko Epson Corp 集光基板の製造方法、及び電気光学装置の製造方法
JP2010014857A (ja) 2008-07-02 2010-01-21 Toppan Printing Co Ltd マイクロレンズモールド製造方法、マイクロレンズモールド、マイクロレンズ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11245266A (ja) 1997-12-26 1999-09-14 Micro Opt:Kk 樹脂正立等倍レンズアレイおよびその製造方法
JP2008003292A (ja) 2006-06-22 2008-01-10 Seiko Epson Corp 集光基板の製造方法、及び電気光学装置の製造方法
JP2010014857A (ja) 2008-07-02 2010-01-21 Toppan Printing Co Ltd マイクロレンズモールド製造方法、マイクロレンズモールド、マイクロレンズ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017082467A1 (ko) * 2014-11-26 2017-05-18 한국과학기술원 마이크로 렌즈 어레이 제조 방법

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