KR102147280B1 - Method for manufacturing mould for manufacturing micro lens array - Google Patents

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KR102147280B1
KR102147280B1 KR1020200022973A KR20200022973A KR102147280B1 KR 102147280 B1 KR102147280 B1 KR 102147280B1 KR 1020200022973 A KR1020200022973 A KR 1020200022973A KR 20200022973 A KR20200022973 A KR 20200022973A KR 102147280 B1 KR102147280 B1 KR 102147280B1
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lens array
mold
micro lens
polysilicon
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KR1020200022973A
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Inventor
송영민
이중훈
이길주
김민석
김현명
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국방과학연구소
광주과학기술원
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031—Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00365—Production of microlenses

Abstract

An embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array, which includes: a process of depositing polysilicon on a quartz substrate; a process of applying a photosensitive agent to an upper end of the deposited polysilicon, and performing hole patterning on the applied photosensitive agent so that at least two of the pores formed on the photosensitive agent have different sizes; a process of dry etching at least a portion of the polysilicon through an inductively coupled plasma reactive ion etching equipment after the hole patterning; a process of performing the wet etching on at least a portion of the quartz substrate using hydrofluoric acid after completion of the dry etching; and a process of removing the polysilicon from the quartz substrate after completion of the wet etching.

Description

마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING MOULD FOR MANUFACTURING MICRO LENS ARRAY}Manufacturing method of a mold for manufacturing a micro lens array {METHOD FOR MANUFACTURING MOULD FOR MANUFACTURING MICRO LENS ARRAY}

본 발명은 마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array.

종래에는 표준 미세 전자 기계 시스템(Standard MEMS(microelectrome chanical system)), thermal reflow, micro milling, 및 hot embossing 등을 이용하여 렌즈 어레이를 제조할 수 있다.Conventionally, a lens array can be manufactured using a standard microelectrome chanical system (MEMS), thermal reflow, micro milling, and hot embossing.

상기 표준 미세 전자 기계 시스템을 이용한 종래의 렌즈 어레이 제조는, 포토리소그래피(photo-lithography)를 이용한 방법으로 대면적 공정에는 용이하지만, 그러나 포토리소그래피 공정 시 마스크의 한계로 인해 렌즈 곡률과 채움비 조절이 어려운 단점을 가진다.The conventional manufacturing of a lens array using the standard microelectromechanical system is a method using photolithography, which is easy for large area processes, but due to the limitation of the mask during the photolithography process, lens curvature and filling ratio control is difficult. It has a difficult drawback.

상기 thermal reflow를 이용한 종래의 렌즈 어레이 제조는, 대면적 공정 및 렌즈 간의 간격을 조절하기는 적합하지만, 그러나 다초점 형성을 위한 렌즈의 자유로운 곡률 조절에는 어려운 단점이 있다. 또한, 렌즈 사이의 유격으로 인한 낮은 채움비를 갖기 때문에 이미지 센서와 결합하여 활용하기에 어려움이 있다.The conventional manufacturing of a lens array using the thermal reflow has a disadvantage in that it is suitable to control a large area process and an interval between lenses, but it is difficult to freely control the curvature of a lens for forming a multifocal point. In addition, since it has a low fill ratio due to the clearance between the lenses, it is difficult to use it in combination with an image sensor.

상기 micro milling을 이용한 종래의 렌즈 어레이 제조는, 정교한 제어를 통해, 높은 채움비와 원하는 곡률을 획득하기에는 용이하지만, 렌즈를 하나씩 깎는 방식의 한계로 인하여, 대면적 공정이 어렵고 많은 비용이 든다는 단점이 있다.The conventional lens array manufacturing using the micro milling is easy to obtain a high filling ratio and a desired curvature through precise control, but due to the limitation of the method of cutting the lenses one by one, a large-area process is difficult and expensive. have.

본 발명의 실시예는, 종래에 마이크로 렌즈 어레이의 제조용 몰드를 이용하여 구현 할 수 없었던 다초점 마이크로 렌즈 어레이를 제조하기 위한, 마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention can provide a method of manufacturing a mold for manufacturing a microlens array for manufacturing a multifocal microlens array that could not be implemented using a mold for manufacturing a microlens array in the prior art.

본 발명의 실시예들에 따르면, 종래의 미세 전자 기계 시스템의 습식 식각 공정 시 일정한 곡률 반경을 가지는 렌즈 어레이만 제작 가능한 단점으로 인하여 이미징 센서와 결합 시 초점 심도가 낮게 형성되는 문제를 해소할 수 있다. 예를 들어, 종래의 습식 공정을 개선하는 방법을 제공함으로써 종래의 기술로 제작이 어려웠던 다초점 마이크로 렌즈 어레이의 제조를 위한 대면적 곡률 반경 제어를 할 수 있는 렌즈 어레이 제조에 이용되는 몰드의 제조 방법을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 습식 공정의 개선에 따라 제조된 렌즈 어레이를 광학계에 적용시키는 경우, 광학계의 초점 심도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 습식 공정의 개선에 따라 제조된 렌즈 어레이는 상이한 곡률 반경을 가지므로, 종래의 동일한 곡률 반경을 가지는 렌즈 어레이에 비해 초점이 맺히는 범위가 확장(동작 거리가 확장)될 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to solve the problem of forming a low depth of focus when combined with an imaging sensor due to the disadvantage that only a lens array having a constant radius of curvature can be manufactured during a wet etching process of a conventional microelectromechanical system. . For example, a method of manufacturing a mold used for manufacturing a lens array capable of controlling a radius of curvature of a large area for manufacturing a multifocal microlens array that was difficult to manufacture by the conventional technology by providing a method to improve the conventional wet process Can provide. For example, when the lens array manufactured by the improvement of the wet process is applied to an optical system, the depth of focus of the optical system may be improved. For example, since the lens array manufactured according to the improvement of the wet process has a different radius of curvature, the range in which the focus is focused may be extended (the operating distance is extended) compared to the conventional lens array having the same radius of curvature.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 렌즈 어레이, 즉, 다초점 마이크로 렌즈 어레이의 제조를 위한 몰드 제조 시, 종래에 비해, 제조 비용을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 종래에는 값비싼 미세 연마 방식을 이용하여 서로 다른 곡률 반경의 렌즈 어레이 제조를 위한 몰드를 제조할 수 있었으나, 본 발명의 실시예에서는 종래와 같은 값비싼 미세 연마 방식을 이용할 필요가 없다.In addition, according to embodiments of the present invention, when manufacturing a mold for manufacturing a lens array, that is, a multifocal microlens array, compared to the prior art, manufacturing cost can be minimized. For example, conventionally, a mold for manufacturing a lens array having different radius of curvature could be manufactured using an expensive fine polishing method, but in the embodiment of the present invention, it is not necessary to use an expensive fine polishing method as in the prior art. .

본 발명의 실시예에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법에 있어서, 석영 기판에 폴리 실리콘을 증착하는 과정; 상기 증착된 폴리 실리콘의 상단에 감광제를 도포하고, 상기 감광제 상에 형성되는 기공들 중 적어도 두 개의 기공의 크기가 상이하게 되도록, 상기 도포된 감광제에 대하여 홀 패터닝을 하는 과정; 상기 홀 패터닝 이후, 유도 결합 플라즈마 반응성 이온 식각 장비를 통해 상기 폴리 실리콘의 적어도 일부에 대하여 건식 식각을 하는 과정; 상기 건식 식각의 완료 이후 불산을 이용하여 상기 석영 기판의 적어도 일부에 대하여 습식 식각을 하는 과정; 및 상기 습식 식각의 완료 이후, 상기 석영 기판의 상기 폴리 실리콘을 제거하는 과정을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a mold for manufacturing a microlens array, comprising: depositing polysilicon on a quartz substrate; Applying a photosensitive agent to the top of the deposited polysilicon, and performing hole patterning on the applied photosensitive agent so that at least two of the pores formed on the photosensitive agent have different sizes; Performing dry etching on at least a portion of the polysilicon through inductively coupled plasma reactive ion etching equipment after hole patterning; Performing wet etching on at least a portion of the quartz substrate using hydrofluoric acid after completion of the dry etching; And after the wet etching is completed, removing the polysilicon from the quartz substrate.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 건식 식각을 하는 과정에는 SF6 가스가 이용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, SF6 gas may be used in the dry etching process.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 도포된 감광제에 대하여 홀 패터닝을 하는 과정에는, 포토리소그래피(photolithography)가 적용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, photolithography may be applied to the process of hole patterning on the applied photoresist.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 홀 패터닝에 따라 형성된 상기 감광제 상의 상기 기공들 사이의 간격은 동일할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the spacing between the pores on the photosensitive agent formed by the hole patterning may be the same.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 석영 기판의 적어도 일부에 대하여 습식 식각을 하는 과정은, 상기 석영 기판의 적어도 일부가 반구식 형태가 되도록 하는 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the process of wet etching at least a portion of the quartz substrate may include making at least a portion of the quartz substrate in a hemispherical shape.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 석영 기판의 상기 폴리 실리콘을 제거하는 과정은, 150℃의 온도에서 30분 동안 수산화칼륨(KOH; potassium hydroxide)을 이용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the process of removing the polysilicon from the quartz substrate, potassium hydroxide (KOH) may be used for 30 minutes at a temperature of 150°C.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 폴리 실리콘의 제거 이후, 불산을 이용하여 상기 석영 기판의 적어도 일부에 대하여 추가 습식 식각을 하는 과정을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the method may further include performing additional wet etching on at least a portion of the quartz substrate using hydrofluoric acid after removal of the polysilicon.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 몰드는, 서로 간의 간격이 동일하며 적어도 두 개가 상이한 곡률 반경을 갖는 반구형의 복수의 렌즈들을 포함하는, 마이크로 렌즈 어레이의 제조에 이용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the mold may be used for manufacturing a microlens array, including a plurality of hemispherical lenses having the same distance between each other and having at least two different radius of curvature.

본 발명의 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법은 종래의 습식 공정을 개선하는 방법을 제공함으로써 종래의 기술로 제작이 어려웠던 다초점 마이크로 렌즈 어레이의 제조를 위한 대면적 곡률 반경 제어를 할 수 있는 렌즈 어레이 제조에 이용되는 몰드의 제조 방법을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 습식 공정의 개선에 따라 제조된 렌즈 어레이를 광학계에 적용시키는 경우, 광학계의 초점 심도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 습식 공정의 개선에 따라 제조된 렌즈 어레이는 상이한 곡률 반경을 가지므로, 종래의 동일한 곡률 반경을 가지는 렌즈 어레이에 비해 초점이 맺히는 범위가 확장(동작 거리가 확장)될 수 있다.The method of manufacturing a mold for manufacturing a microlens array according to an embodiment of the present invention provides a method of improving the conventional wet process, thereby controlling the radius of curvature of a large area for manufacturing a multifocal microlens array, which was difficult to manufacture with the conventional technology. It is possible to provide a method of manufacturing a mold used for manufacturing a lens array. For example, when the lens array manufactured by the improvement of the wet process is applied to an optical system, the depth of focus of the optical system may be improved. For example, since the lens array manufactured according to the improvement of the wet process has a different radius of curvature, the range in which the focus is focused may be extended (the operating distance is extended) compared to the conventional lens array having the same radius of curvature.

본 발명의 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법은 다초점 마이크로 렌즈 어레이의 제조를 위한 몰드 제조 시, 종래에 비해, 제조 비용을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 종래에는 값비싼 미세 연마 방식을 이용하여 서로 다른 곡률 반경의 렌즈 어레이 제조를 위한 몰드를 제조할 수 있었으나, 본 발명의 실시예에서는 종래와 같은 값비싼 미세 연마 방식을 이용할 필요가 없다.In the method of manufacturing a mold for manufacturing a microlens array according to an exemplary embodiment of the present invention, when manufacturing a mold for manufacturing a multifocal microlens array, the manufacturing cost can be minimized compared to the prior art. For example, conventionally, a mold for manufacturing a lens array having different radius of curvature could be manufactured using an expensive fine polishing method, but in the embodiment of the present invention, it is not necessary to use an expensive fine polishing method as in the prior art. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제조를 위한 몰드 제조 방법의 흐름도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제조를 위한 몰드 제조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 시간에 따라 제조되는 몰드의 구조 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 종래의 동일 곡률 반경을 가지는 렌즈 어레이와 본 발명의 실시예에 따른 다초점 곡률 반경을 가지는 렌즈 어레이의 광학 현미경 사진들이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 몰드의 기공들의 배열에 따라 상이한 형태의 다초점 격자 구조의 렌즈 어레이의 주사 전자 현미경 사진들이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 홀 패턴 크기를 갖는 몰드들을 이용하여, 제조된 마이크로 렌즈 어레이의 전자 주사 현미경 사진들이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 습식 식각의 진행 시간들에 따라 몰드를 제조할 때, 상기 습식 식각의 진행 시간들에 따라 홀 패턴의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 렌즈 어레이 샘플들의 광학적 특성 확인을 위해 실험하는 장비들을 촬영한 이미지이다.
도 14는 렌즈 어레이 샘플들의 광학적 특성 확인을 위한 실험에 따른 렌즈 어레이 샘플들의 광학적 특성의 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 마이크로 렌즈 어레이 및 상기 마이크로 렌즈 어레이의 주사 전자 현미경 사진을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제조를 위한 몰드 제조 방법의 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 추가 습식 식각의 필요성을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 추가 습식 식각 시간에 따라 형성된 마이크로 렌즈의 현미경 사진이다.
도 19는 도 18에서의 형성된 마이크로 렌즈의 곡률 반경의 차이를 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart of a method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array according to an embodiment of the present invention.
2 to 7 are diagrams for explaining manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram for explaining a difference in structure of a mold manufactured according to an etching time according to an embodiment of the present invention.
9 are optical micrographs of a conventional lens array having the same radius of curvature and a lens array having a multifocal radius of curvature according to an embodiment of the present invention.
10 are scanning electron micrographs of a lens array having a multifocal lattice structure of a different shape according to the arrangement of pores of a mold manufactured according to an embodiment of the present invention.
11 are electron scanning micrographs of a micro lens array manufactured using molds having various hole pattern sizes according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph showing differences in hole patterns according to the wet etching process times when a mold is manufactured according to wet etching process times according to an embodiment of the present invention.
13 is an image photographing equipment for experimenting to check optical properties of lens array samples manufactured according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram illustrating an example of optical properties of lens array samples according to an experiment for checking optical properties of lens array samples.
15 is a diagram illustrating a micro lens array manufactured according to embodiments of the present invention and a scanning electron micrograph of the micro lens array.
16 is a flowchart of a method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array according to an embodiment of the present invention.
17 is a view for explaining the necessity of additional wet etching according to an embodiment of the present invention.
18 is a photomicrograph of a micro lens formed according to an additional wet etching time according to an embodiment of the present invention.
19 is a graph showing a difference in radius of curvature of the microlens formed in FIG. 18.

먼저, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기에서, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 범주를 명확하게 이해할 수 있도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것이므로, 본 발명의 기술적 범위는 청구항들에 의해 정의되어야 할 것이다.First, the advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will be apparent with reference to embodiments to be described later in detail together with the accompanying drawings. Here, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and are generally used in the technical field to which the present invention pertains. It is provided by way of example in order to allow those skilled in the art to clearly understand the scope of the invention, so the technical scope of the invention should be defined by the claims.

아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서의 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the technical idea described throughout the specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제조를 위한 몰드 제조 방법의 흐름도이다. 도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제조를 위한 몰드 제조를 설명하기 위한 도면이다.1 is a flowchart of a method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array according to an embodiment of the present invention. 2 to 7 are diagrams for explaining manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array according to an embodiment of the present invention.

일 실시예에 따르면, 상기 마이크로 렌즈 어레이 제조를 위한 상기 몰드 제조 방법은, 미세 전자 기계 시스템을 이용할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈 어레이 제조를 위한 상기 몰드 제조 방법은, 적용하는 공정 조건에 따라 다양한 형태의 몰드가 형성되도록 할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈 어레이의 제조 방법은, 후술하는 바와 같이 포토리소그래피를 적용하여 하드 마스크(hard mask)를 먼저 제작하는 것이라 할 수 있으며, 상기 하드 마스크에 의해, 추후 제조될 수 있는 렌즈 어레이에서의 렌즈들의 형태, 렌즈들 간의 간격, 및 렌즈들 각각의 지름이 결정될 수 있다. According to an embodiment, the method for manufacturing the mold for manufacturing the micro lens array may use a microelectromechanical system. The mold manufacturing method for manufacturing the microlens array may allow various types of molds to be formed according to applied process conditions. The manufacturing method of the microlens array may be referred to as first manufacturing a hard mask by applying photolithography, as described later, and by the hard mask, lenses in a lens array that can be manufactured later The shape, the distance between the lenses, and the diameter of each of the lenses may be determined.

먼저 도 1을 참조하면, 110 과정에서 석영(quartz) 기판에 폴리-실리콘(Poly-Silicon)을 증착할 수 있다.First, referring to FIG. 1, in process 110, poly-silicon may be deposited on a quartz substrate.

도 2를 참조하면, 상기 폴리-실리콘(12)을 석영 기판(11)의 양면에 증착할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리-실리콘(12)은 후술하는 140 단계인 불산(hydrofluoric acid)을 이용하여 습식 식각을 하는 단계에서 하드 마스크로 이용될 수 있다. Referring to FIG. 2, the poly-silicon 12 may be deposited on both surfaces of the quartz substrate 11. For example, the poly-silicon 12 may be used as a hard mask in a step of wet etching using hydrofluoric acid (step 140), which will be described later.

120 과정에서 상기 폴리-실리콘의 홀 패턴들의 크기가 동일하지 않게 제작되도록, 상기 증착된 폴리-실리콘의 상단에 감광제(Photoresist)를 도포하여 홀 패터닝을 할 수 있다.Hole patterning may be performed by applying a photoresist to the top of the deposited poly-silicon so that the poly-silicon hole patterns are not the same in size in step 120.

도 3을 참조하면, 석영 기판(11)의 양면 중 일면(11-1)에 증착된 폴리-실리콘(12)의 상단에 감광제(13)를 도포하여, 상기 도포된 감광제(13)에 크기가 상이한 적어도 두 개의 홀 패턴이 형성되도록 홀 패터닝을 할 수 있다. 예를 들어, 홀 패턴들 사이의 간격은 동일하되, 홀 패턴들의 크기는 상이하도록 상기 홀 패터닝을 할 수 있다. 예를 들어, 포토리소그래피(photolithography)를 적용하여, 상기 폴리-실리콘(12)의 상단에 감광제(13)의 홀 패턴들이 형성되도록 할 수 있다. 상기 감광제(13)는 하드 마스크(hard mask)의 역할을 할 수 있다. 상기 폴리-실리콘의 홀 패턴을 폴리-실리콘 상에 형성된 기공이라고 할 수도 있다.Referring to FIG. 3, a photosensitive agent 13 is applied to the top of the poly-silicon 12 deposited on one side 11-1 of both sides of the quartz substrate 11, and the size of the applied photosensitive agent 13 is increased. Hole patterning may be performed so that at least two different hole patterns are formed. For example, the hole patterning may be performed so that the spacing between the hole patterns is the same, but the sizes of the hole patterns are different. For example, by applying photolithography, hole patterns of the photoresist 13 may be formed on the top of the poly-silicon 12. The photoresist 13 may serve as a hard mask. The hole pattern of the poly-silicon may be referred to as pores formed on the poly-silicon.

130 과정에서 상기 홀 패터닝에 따라 패턴 형성된 샘플을, 유도 결합 플라즈마-반응성 이온 식각 장비(Inductively Coupled Plasma - Reactive Ion Etching)를 통해 SF6 가스를 사용하여 건식 식각을 할 수 있다.In step 130, the sample patterned according to the hole patterning may be dry etched using SF6 gas through an inductively coupled plasma-reactive ion etching equipment (Inductively Coupled Plasma-Reactive Ion Etching).

일 실시예에 따르면, 다초점 형성을 위한 다양한 곡률 반경을 가지는 마이크로 렌즈 어레이 제조를 위한 몰드를 제조하기 위해, 하드 마스크로 이용되는 폴리-실리콘(12)을, 상기 유도 결합 플라즈마-반응성 이온 식각 장비를 이용하여 식각 시, 식각되는 영역의 지름을 조절할 수 있다.According to an embodiment, in order to manufacture a mold for manufacturing a microlens array having various radii of curvature for forming a multifocal point, poly-silicon 12 used as a hard mask is used, and the inductively coupled plasma-reactive ion etching equipment When etching is performed by using, the diameter of the etched region can be adjusted.

도 4를 참조하면, 상기 홀 패터닝에 따라 감광제(13)에 홀 패턴들이 형성된 이후, 상기 건식 식각을 통해, 석영 기판(11)의 양면 중 일면(11-1)에 증착된 폴리-실리콘(12)에 상기 감광제(13)의 홀 패턴들과 대응되는 패턴들을 형성, 즉, 상기 홀 패턴과 대응되는 부분들을 식각할 수 있다. 상기 감광제(13)에 형성된 홀 패턴을 감광제(13) 상에 형성된 기공이라고 할 수도 있다.Referring to FIG. 4, after hole patterns are formed in the photosensitive agent 13 according to the hole patterning, poly-silicon 12 deposited on one surface 11-1 of both surfaces of the quartz substrate 11 through the dry etching. ), patterns corresponding to the hole patterns of the photoresist 13 may be formed, that is, portions corresponding to the hole patterns may be etched. The hole pattern formed on the photosensitive agent 13 may be referred to as pores formed on the photosensitive agent 13.

140 과정에서 불산(HF; hydrofluoric acid)을 이용하여 습식 식각을 할 수 있다.In step 140, wet etching can be performed using hydrofluoric acid (HF).

일 실시 예에 따르면, 상기 불산을 이용하여 기 지정된 시간 동안 습식 식각을 할 수 있다.According to an embodiment, wet etching may be performed for a predetermined time using the hydrofluoric acid.

도 5를 참조하면, 상기 건식 식각에 따라 폴리-실리콘(12)에 홀 패턴들이 형성된 이후, 상기 불산을 이용하여 석영 기판(11)의 일면(11-1)을 반구식으로 식각할 수 있다. 상기 불산을 이용하는 식각을 등방성 식각이라고 할 수 있으며, 이러한 등방성 식각은 공정 시간에 따라, 렌즈들의 반경(R; radius) 및 높이(H; sag heigh)가 제어될 수 있으며, 상기 렌즈들의 반경 및 높이는 거의 유사할 수 있다. 상기 폴리-실리콘(12)에 형성된 홀 패턴을 폴리 실리콘(12) 상에 형성된 기공이라고 할 수도 있다.Referring to FIG. 5, after hole patterns are formed in the poly-silicon 12 by the dry etching, one surface 11-1 of the quartz substrate 11 may be etched in a hemispherical manner using the hydrofluoric acid. Etching using the hydrofluoric acid may be referred to as isotropic etching, and in this isotropic etching, a radius (R; radius) and a height (H; sag heigh) of the lenses may be controlled according to a process time, and the radius and height of the lenses are It can be almost similar. The hole pattern formed on the poly-silicon 12 may be referred to as pores formed on the polysilicon 12.

150 과정에서 폴리-실리콘을 제거할 수 있다.In step 150, poly-silicon can be removed.

도 6을 참조하면, 상기 습식 식각 이후, 150℃의 온도에서 30분 동안 수산화칼륨(KOH; potassium hydroxide)을 이용하여, 하드마스크로 이용된 폴리 실리콘을 제거할 수 있다. 상기 폴리 실리콘이 제거된 석영 기판(11)은, 도 7과 같이, 다양한 곡률 반경을 갖는 마이크로 렌즈 어레이 형상의 몰드(mould)(10)(금형이라고도 함)일 수 있다. Referring to FIG. 6, after the wet etching, polysilicon used as a hard mask may be removed by using potassium hydroxide (KOH) for 30 minutes at a temperature of 150°C. The quartz substrate 11 from which the polysilicon has been removed may be a microlens array-shaped mold 10 (also referred to as a mold) having various radii of curvature, as shown in FIG. 7.

도 7을 참조하면, 상기 몰드(10)는 반구면 형태의 기공들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반구면 형태의 기공들 사이의 간격(pitch)은 동일할 수 있으며, 기공들은 상이한 곡률 반경을 가질 수 있다. 이에 따라, 후술한 본 발명의 실시예에 따른 몰드(10)를 이용한 렌즈 어레이 제조 시, 렌즈 어레이가 상이한 곡률 반경을 갖는 반구면 형태의 렌즈들을 포함하도록 제조할 수 있다. Referring to FIG. 7, the mold 10 may include hemispherical pores. For example, the pitch between the hemispherical pores may be the same, and the pores may have different radii of curvature. Accordingly, when manufacturing a lens array using the mold 10 according to an embodiment of the present invention described later, the lens array may be manufactured to include hemispherical lenses having different radii of curvature.

상술한 실시예들에 따라 제조되는 몰드를 이용하여, 폴리머 계열의 마이크로 렌즈 어레이를 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드에 폴리머 계열의 물질을 사출하는 방식으로 마이크로 렌즈 어레이를 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리머 계열의 물질은 폴리카보네이트(Polycarbonate), PMMA(Poly-methyl-meth-acrylate), PS(Polystyrene), 또는 PET(Polyethylene terephtalate) 등을 포함할 수 있다. A polymer-based microlens array may be manufactured using a mold manufactured according to the above-described embodiments. For example, a microlens array may be manufactured by injecting a polymer-based material into the mold. For example, the polymer-based material may include polycarbonate, poly-methyl-meth-acrylate (PMMA), polystyrene (PS), or polyethylene terephtalate (PET).

상술한 실시예들에 따라 제조되는 몰드를 이용하여 상기 폴리머 계열의 마이크로 렌즈 어레이를 제조하는 경우, 종래에 마이크로 렌즈 어레이의 제조 시 구현 할 수 없었던 다초점 마이크로 렌즈 어레이를 제조할 수 있다.In the case of manufacturing the polymer-based microlens array using a mold manufactured according to the above-described embodiments, a multifocal microlens array, which was not possible in the conventional manufacturing of the microlens array, may be manufactured.

상술한 본 발명의 실시예들에 따르면, 종래의 렌즈 어레이 제조에 이용되는 몰드의 제조 시 습식 식각은 일정한 시간(기 지정된 시간) 동안 진행될 수 있으며, 이에 따라, 종래의 단점을 보완할 수 있다. 예를 들어, 종래에는, 본 발명의 실시예와 같이 일정한 시간 동안 습식 식각을 진행하는 경우, 렌즈들 사이의 간격이 상이하고 렌즈들이 동일한 곡률 반경을 갖는 렌즈 어레이만을 제조할 수 있는 몰드를 제조할 수 있었다. 그러나, 본 발명의 실시예는, 습식 식각의 진행이 일정한 시간 동안 이루어지더라도, 렌즈들 사이의 간격은 동일하고, 렌즈들이 상이한 곡률 반경을 가질 수 있는 렌즈 어레이를 위한 몰드의 제조가 가능하다. According to the above-described embodiments of the present invention, when a mold used for manufacturing a conventional lens array is manufactured, wet etching may be performed for a certain time (a predetermined time), and thus, a conventional disadvantage may be compensated. For example, conventionally, when wet etching is performed for a certain period of time as in the embodiment of the present invention, a mold capable of manufacturing only lens arrays having different distances between lenses and having the same radius of curvature is manufactured. Could However, in the embodiment of the present invention, even if the wet etching is performed for a certain period of time, the spacing between the lenses is the same, and it is possible to manufacture a mold for a lens array in which the lenses may have different radii of curvature.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 시간에 따라 제조되는 몰드의 구조 차이를 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining a difference in structure of a mold manufactured according to an etching time according to an embodiment of the present invention.

도 8의 (a)는 상술한 140 과정에서의 습식 식각 시간을 10분으로 하여 제조된 몰드에 의한 렌즈 어레이의 현미경 사진이고, 도 8의 (b)는 상술한 140 과정에서의 습식 식각 시간을 15분으로 하여 제조된 몰드에 의한 렌즈 어레이의 현미경 사진이다. 도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 몰드 제조 시의 습식 식각 시간의 제어에 따라, 몰드의 기공들의 크기가 결정되며, 이에 따라 렌즈 어레이의 렌즈 크기가 결정됨을 알 수 있다.(A) of FIG. 8 is a micrograph of a lens array by a mold manufactured by setting the wet etching time in step 140 as 10 minutes, and FIG. 8(b) shows the wet etching time in the above-described step 140. It is a micrograph of the lens array by the mold manufactured in 15 minutes. Referring to FIGS. 8A and 8B, it can be seen that the size of the pores of the mold is determined according to the control of the wet etching time during mold manufacturing, and the lens size of the lens array is determined accordingly.

도 9는 종래의 동일 곡률 반경을 가지는 렌즈 어레이와 본 발명의 실시예에 따른 다초점 곡률 반경을 가지는 렌즈 어레이의 광학 현미경 사진들이다.9 are optical micrographs of a conventional lens array having the same radius of curvature and a lens array having a multifocal radius of curvature according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 몰드의 기공들의 배열에 따라 상이한 형태의 다초점 격자 구조의 렌즈 어레이의 주사 전자 현미경 사진들이다. 본 발명의 실시예들에 따라 몰드의 제조 시 도 10의 (a), (b)와 같은 형태의 렌즈 어레이를 제조하기 위한 몰드를 제조할 수 있으며, 도 10의 (a), (b)와 같은 형태 이외에도 다양한 형태의 렌즈 어레이의 제조를 위한 몰드를 제조할 수 있다.10 are scanning electron micrographs of a lens array having a multifocal lattice structure of a different shape according to the arrangement of pores of a mold manufactured according to an embodiment of the present invention. When manufacturing a mold according to the embodiments of the present invention, a mold for manufacturing a lens array in the shape of FIGS. 10A and 10B may be manufactured, as shown in FIGS. 10A and 10B. In addition to the same shape, a mold for manufacturing various types of lens arrays can be manufactured.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 홀 패턴 크기를 갖는 몰드들을 이용하여, 제조된 마이크로 렌즈 어레이의 전자 주사 현미경 사진들이다.11 are electron scanning micrographs of a micro lens array manufactured using molds having various hole pattern sizes according to an embodiment of the present invention.

도 11의 (a)의 마이크로 렌즈의 직경은 43.7um이고, 도 11의 (b)의 마이크로 렌즈의 직경은 49.3um이고, 도 11의 (c)의 마이크로 렌즈의 직경은 54.2um로, 도 11의 (a), (b), (c)는 각각 상이한 습식 식각의 진행 시간에 따라 마이크로 렌즈가 형성된 것일 수 있다.The diameter of the microlens of FIG. 11A is 43.7um, the diameter of the microlens of FIG. 11B is 49.3um, and the diameter of the microlens of FIG. 11C is 54.2um, In (a), (b), and (c) of, each of the micro lenses may be formed according to different wet etching time.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 습식 식각의 진행 시간들에 따라 몰드를 제조할 때, 상기 습식 식각의 진행 시간들에 따라 생성되는 마이크로 렌즈 직경의 차이를 나타내는 그래프이다. 도 12를 참조하면, 습식 식각의 진행 시간에 따라, 마이크로 렌즈의 직경이 결정되어, 상기 마이크로 렌즈들의 지름 및 곡률 반경이 결정됨을 확인할 수 있다.12 is a graph showing a difference in microlens diameters generated according to the wet etching processing times when a mold is manufactured according to wet etching processing times according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, it can be seen that the diameter of the microlens is determined according to the wet etching time, and the diameter and the radius of curvature of the microlens are determined.

본 발명의 실시예들에 따르면, 종래의 미세 전자 기계 시스템의 습식 식각 공정 시 일정한 곡률 반경을 가지는 렌즈 어레이만 제작 가능한 단점으로 인하여 이미징 센서와 결합 시 초점 심도가 낮게 형성되는 문제를 해소할 수 있다. 예를 들어, 종래의 습식 공정을 개선하는 방법을 제공함으로써 종래의 기술로 제작이 어려웠던 다초점 마이크로 렌즈 어레이의 제조를 위한 대면적 곡률 반경 제어를 할 수 있는 렌즈 어레이 제조에 이용되는 몰드의 제조 방법을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 습식 공정의 개선에 따라 제조된 렌즈 어레이를 광학계에 적용시키는 경우, 광학계의 초점 심도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 습식 공정의 개선에 따라 제조된 렌즈 어레이는 상이한 곡률 반경을 가지므로, 종래의 동일한 곡률 반경을 가지는 렌즈 어레이에 비해 초점이 맺히는 범위가 확장(동작 거리가 확장)될 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to solve the problem of forming a low depth of focus when combined with an imaging sensor due to the disadvantage that only a lens array having a constant radius of curvature can be manufactured during a wet etching process of a conventional microelectromechanical system. . For example, a method of manufacturing a mold used for manufacturing a lens array capable of controlling a radius of curvature of a large area for manufacturing a multifocal microlens array that was difficult to manufacture by the conventional technology by providing a method to improve the conventional wet process Can provide. For example, when the lens array manufactured by the improvement of the wet process is applied to an optical system, the depth of focus of the optical system may be improved. For example, since the lens array manufactured according to the improvement of the wet process has a different radius of curvature, the range in which the focus is focused may be extended (the operating distance is extended) compared to the conventional lens array having the same radius of curvature.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 렌즈 어레이, 즉, 다초점 마이크로 렌즈 어레이의 제조를 위한 몰드 제조 시, 종래에 비해, 제조 비용을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 종래에는 값비싼 미세 연마 방식을 이용하여 서로 다른 곡률 반경의 렌즈 어레이 제조를 위한 몰드를 제조할 수 있었으나, 본 발명의 실시예에서는 종래와 같은 값비싼 미세 연마 방식을 이용할 필요가 없다.In addition, according to embodiments of the present invention, when manufacturing a mold for manufacturing a lens array, that is, a multifocal microlens array, compared to the prior art, manufacturing cost can be minimized. For example, conventionally, a mold for manufacturing a lens array having different radius of curvature could be manufactured using an expensive fine polishing method, but in the embodiment of the present invention, it is not necessary to use an expensive fine polishing method as in the prior art. .

도 13은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 렌즈 어레이 샘플들의 광학적 특성 확인을 위해 실험하는 장비들을 촬영한 이미지이고, 도 14는 렌즈 어레이 샘플들의 광학적 특성 확인을 위한 실험에 따른 렌즈 어레이 샘플들의 광학적 특성의 예를 나타낸 도면이다.13 is an image photographing equipment for experimenting to confirm the optical properties of lens array samples manufactured according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14 is an optical diagram of lens array samples according to an experiment to confirm the optical properties of lens array samples. It is a diagram showing an example of characteristics.

도 13을 참조하면, 백색면 광원을 이용하여 물체가 제작된 샘플에 맺히는 상을 20배의 대물 렌즈를 이용하여 측정하였다. 서로 다른 세 개의 렌즈의 초점 거리의 확인을 위해, 대물 렌즈와 물체의 고정 후, M-fMLA 샘플을 마이크로 스테이지를 이용하여, 물체에서 점점 멀어지게 하여 각 렌즈의 초점에 맞는 상을 측정하였다. 이러한 실험에 따라 도 14와 같은 이미지를 획득할 수 있었다. 도 14를 참조하면, 물체에서 샘플이 멀어질수록 초점 거리가 증가함에 따라서 직경이 작은 렌즈부터 큰 렌즈의 순서대로 초점에 따른 상을 획득할 수 있었다. Referring to FIG. 13, an image formed on a sample produced by using a white surface light source was measured using a 20 times larger objective lens. In order to check the focal lengths of the three different lenses, after fixing the objective lens and the object, the M-fMLA sample was gradually moved away from the object using a micro-stage, and an image suitable for the focus of each lens was measured. According to this experiment, an image as shown in FIG. 14 could be obtained. Referring to FIG. 14, as the focal length increases as the sample moves away from the object, images according to focus can be obtained in the order of a lens having a small diameter and a large lens.

도 15는 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 마이크로 렌즈 어레이 및 상기 마이크로 렌즈 어레이의 주사 전자 현미경 사진을 도시한 도면이다. 15 is a diagram illustrating a micro lens array manufactured according to embodiments of the present invention and a scanning electron micrograph of the micro lens array.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제조를 위한 몰드 제조 방법의 흐름도이다. 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 추가 습식 식각의 필요성을 설명하기 위한 도면이다. 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 추가 습식 식각 시간에 따라 형성된 마이크로 렌즈의 현미경 사진이다. 도 19는 도 18에서의 형성된 마이크로 렌즈의 곡률 반경의 차이를 나타낸 그래프이다.16 is a flowchart of a method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array according to an embodiment of the present invention. 17 is a view for explaining the necessity of additional wet etching according to an embodiment of the present invention. 18 is a photomicrograph of a micro lens formed according to an additional wet etching time according to an embodiment of the present invention. 19 is a graph showing a difference in radius of curvature of the microlens formed in FIG. 18.

210 과정에서 석영(quartz) 기판에 폴리-실리콘(Poly-Silicon)을 증착할 수 있다.In step 210, poly-silicon may be deposited on a quartz substrate.

220 과정에서 상기 폴리-실리콘의 홀 패턴들의 크기가 동일하지 않게 제작되도록, 상기 증착된 폴리-실리콘의 상단에 감광제(Photoresist)를 도포하여 홀 패터닝을 할 수 있다. Hole patterning may be performed by coating a photoresist on the top of the deposited poly-silicon so that the size of the hole patterns of the poly-silicon is not the same in step 220.

230 과정에서 상기 홀 패터닝에 따라 패턴 형성된 샘플을, 유도 결합 플라즈마-반응성 이온 식각 장비(Inductively Coupled Plasma - Reactive Ion Etching)를 통해 SF6 가스를 사용하여 건식 식각을 할 수 있다.In step 230, the sample patterned according to the hole patterning may be dry etched using SF6 gas through an inductively coupled plasma-reactive ion etching equipment (Inductively Coupled Plasma-Reactive Ion Etching).

240 과정에서 불산(HF; hydrofluoric acid)을 이용하여 습식 식각을 할 수 있다.In step 240, wet etching may be performed using hydrofluoric acid (HF).

250 과정에서 폴리-실리콘을 제거할 수 있다.Poly-silicon can be removed in process 250.

상술한 210 과정 내지 250 과정은 도 1의 110 과정 내지 150 과정과 동일한 것으로, 세부 설명은 생략한다.Processes 210 to 250 described above are the same as processes 110 to 150 in FIG. 1, and detailed descriptions are omitted.

260 과정에서 불산을 이용하여 추가 습식 식각을 할 수 있다.In step 260, additional wet etching may be performed using hydrofluoric acid.

도 17을 참조하면, 상기 폴리-실리콘의 제거 이후, 불산을 이용하여 추가로 습식 식각을 할 수 있다. 이는, 후술하는 곡률 반경 제어 범위의 확장 및 구면 수차의 감소 효과를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 17, after the poly-silicon is removed, additional wet etching may be performed using hydrofluoric acid. This can provide an effect of extending the radius of curvature control range described later and reducing spherical aberration.

상술한 240 과정에서 습식 식각을 통해, 렌즈 어레이의 개별 렌즈의 최대 허용 지름, 즉, 피치가 결정될 수 있다. 예를 들어, 곡률 반경이 큰 마이크로 렌즈를 형성하기 위한, 몰드를 제조할 때, 긴 시간 동안 불산을 이용하여 습식 식각을 진행하여야 하는 데, 이 때, 마이크로 렌즈에 대응하는 기공의 지름이 상기 최대 허용 지름을 넘어 가게 된다면, 도 17의 (a)와 같이 폴리 실리콘 층(12)이 석영 기판(11)과 분리되어 균일하지 않은 기공을 생성할 수 있으며, 이는 도 17의 (b)와 같이 균일하지 않은 렌즈가 제조되도록 한다. 이러한 문제를 사전에 방지하기 위해, 250 과정에서 폴리-실리콘을 제거 후 260 과정에서 습식 식각을 한번 더 진행할 수 있다. 이러한 260 과정을 통해 몰드가 제조될 수 있다. 도 18의 (a)는 습식 식각의 진행 시간이 40분, 도 18의 (b)는 습식 식각의 진행 시간이 50분, 도 18의 (c)는 습식 식각의 진행 시간이 60분일 때 제조된 몰드에 의해 제조된 렌즈 어레이의 현미경 사진이다. 도 19는 습식 식각의 진행 시간 별 홀 패턴들의 곡률 반경(RoC)의 그래프를 나타낸다. 도 18 및 도 19를 참조하면, 상기 몰드를 이용하여 제조된 렌즈 어레이의 렌즈는 높은 채움비를 가지고 동일 지름 대비 높은 곡률 반경을 가질 수 있으며, 초점 거리의 조절을 용이하게 하고 구면 수차를 감소시킬 수 있다.The maximum allowable diameter, that is, a pitch, of individual lenses of the lens array may be determined through wet etching in step 240 described above. For example, when manufacturing a mold for forming a microlens with a large radius of curvature, wet etching must be performed using hydrofluoric acid for a long time, in which case the diameter of the pores corresponding to the microlens is the maximum. If it exceeds the allowable diameter, the polysilicon layer 12 may be separated from the quartz substrate 11 as shown in FIG. 17A to generate non-uniform pores, which is uniform as shown in FIG. 17B. Make sure that the lenses are not manufactured. In order to prevent such a problem in advance, after removing the poly-silicon in step 250, wet etching may be performed once more in step 260. Through these 260 processes, a mold may be manufactured. Fig. 18(a) shows the wet etching process time of 40 minutes, Fig. 18(b) shows the wet etching process time of 50 minutes, and Fig. 18(c) shows the wet etching process time of 60 minutes. It is a micrograph of a lens array manufactured by a mold. 19 is a graph of the radius of curvature (RoC) of hole patterns according to wet etching time. 18 and 19, the lens of the lens array manufactured by using the mold may have a high fill ratio and a high radius of curvature compared to the same diameter, facilitate adjustment of the focal length and reduce spherical aberration. I can.

상술한 실시예들에 따르면, 컨택-홀의 홀 크기를 조절하여 동일 웨이퍼에서 동일한 전해질 용액의 습식 식각 시간 적용 시, 변인 통제가 가능한 다른 형태의 마이크로 렌즈 어레이를 제조할 수 있다. According to the above-described embodiments, when the wet etching time of the same electrolyte solution is applied on the same wafer by adjusting the size of the contact-hole, another type of microlens array capable of controlling a variable can be manufactured.

또한, 상술한 실시예들에 따르면, 동일 웨이퍼 상에서 동일 습식 시간 적용 시, 변인 통제가 가능한 서로 다른 곡률 반경의 렌즈를 주기적으로 구현할 수 있으며, 이에 따라, 영상 시스템과 결합 시, 이미지 품질을 향상, 즉, 초점 심도를 향상시킬 수 있다. 또한, 초점 심도의 향상을 위한 종래의 값비싼 미세 가공으로 제작되는 동일한 형태의 렌즈를 포함하는 렌즈 어레이를 대체할 수 있는 상이한 형태의 렌즈를 포함하는 렌즈 어레이를 제작하는 기술을 제공함으로써, 종래에 비해 경제적 효과를 향상시킬 수 있다.In addition, according to the above-described embodiments, when the same wet time is applied on the same wafer, lenses having different curvature radii capable of controlling variables may be periodically implemented. Accordingly, when combined with an image system, image quality is improved, That is, the depth of focus can be improved. In addition, by providing a technology for manufacturing a lens array including lenses of different types that can replace a lens array including lenses of the same type manufactured by conventional expensive fine processing to improve the depth of focus, Compared to this, the economic effect can be improved.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, various substitutions, modifications, and changes, etc., within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. It will be easy to see that this is possible. That is, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims to be described later, and all technical thoughts within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (8)

석영 기판에 폴리 실리콘을 증착하는 과정;
상기 증착된 폴리 실리콘의 상단에 감광제를 도포하고, 상기 감광제 상에 형성되는 기공들 중 적어도 두 개의 기공의 크기가 상이하고, 상기 기공들 사이의 간격이 동일하게 되도록, 상기 도포된 감광제에 대하여 홀 패터닝을 하는 과정;
상기 홀 패터닝 이후, 유도 결합 플라즈마 반응성 이온 식각 장비를 이용하여 식각 영역의 지름 조절을 통해 상기 폴리 실리콘의 적어도 일부에 대하여 건식 식각을 하는 과정;
상기 건식 식각의 완료 이후 불산을 이용하여 상기 석영 기판의 일면의 적어도 일부에 대하여 반구식으로 습식 식각을 하는 과정; 및
상기 습식 식각의 완료 이후, 상기 석영 기판의 상기 폴리 실리콘을 제거하는 과정을 포함하는,
마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법.Depositing polysilicon on a quartz substrate;
A photosensitive agent is applied to the top of the deposited polysilicon, and at least two of the pores formed on the photosensitive agent have different sizes, and the gaps between the pores are the same. The process of patterning;
Performing dry etching on at least a portion of the polysilicon by adjusting the diameter of the etching region using an inductively coupled plasma reactive ion etching equipment after the hole patterning;
Performing a semi-spherical wet-etching process on at least a part of one surface of the quartz substrate using hydrofluoric acid after the dry etching is completed; And
After completion of the wet etching, including the process of removing the polysilicon of the quartz substrate,
Method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array. 제 1항에 있어서,
상기 건식 식각을 하는 과정에는 SF6 가스가 이용되는
마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법.The method of claim 1,
SF6 gas is used in the dry etching process.
Method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array. 제 1항에 있어서,
상기 도포된 감광제에 대하여 홀 패터닝을 하는 과정에는,
포토리소그래피(photolithography)가 적용되는
마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법.The method of claim 1,
In the process of hole patterning for the applied photosensitive agent,
Photolithography is applied
Method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 석영 기판의 상기 폴리 실리콘을 제거하는 과정은,
150℃의 온도에서 30분 동안 수산화칼륨(KOH; potassium hydroxide)을 이용하는,
마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법.The method of claim 1,
The process of removing the polysilicon from the quartz substrate,
Using potassium hydroxide (KOH) for 30 minutes at a temperature of 150°C,
Method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array. 제 1항에 있어서,
상기 폴리 실리콘의 제거 이후, 불산을 이용하여 상기 석영 기판의 적어도 일부에 대하여 추가 습식 식각을 하는 과정을 더 포함하는
마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법.The method of claim 1,
After the removal of the polysilicon, further comprising a process of performing additional wet etching on at least a portion of the quartz substrate using hydrofluoric acid.
Method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array. 제 1항에 있어서,
상기 몰드는,
서로 간의 간격이 동일하며 적어도 두 개가 상이한 곡률 반경을 갖는 반구형의 복수의 렌즈들을 포함하는, 마이크로 렌즈 어레이의 제조에 이용되는
마이크로 렌즈 어레이 제조용 몰드의 제조 방법.The method of claim 1,
The mold,
Used in the manufacture of a micro lens array, including a plurality of hemispherical lenses having the same distance between each other and having at least two different radiuses
Method of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array.
KR1020200022973A 2020-02-25 2020-02-25 Method for manufacturing mould for manufacturing micro lens array KR102147280B1 (en)

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