KR20090015023A

KR20090015023A - 오버플로우 용적부를 갖춘 공구를 사용한 광학 요소의 성형

Info

Publication number: KR20090015023A
Application number: KR1020087024606A
Authority: KR
Inventors: 하르트무트 루트만; 슈테판 하임가르트너; 주잔네 베스텐회퍼; 마르쿠스 로씨
Original assignee: 헵타곤 오와이
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2009-02-11
Also published as: JP2012093765A; US7704418B2; CN101426638A; EP1837165A1; KR101423788B1; JP2009530135A; TW200740583A; ATE529249T1; JP5243403B2; TWI356761B; KR101444060B1; KR20140040856A; US20080054506A1; CN101426638B; EP1837165B1; JP5416753B2; US20070216048A1; WO2007107025A1

Abstract

본 발명은, 복제 공구에 의해 요소를 제조하는 방법으로서, 요소의 형상을 형성하는 복제 공구를 제공하는 단계와; 기판을 제공하는 단계와; 공구와 기판 사이에 복제 재료가 위치된 상태에서 공구를 기판에 가압시키는 단계와; 기판상의 요소의 원하는 영역을 초과하는 기판의 소정의 영역에 복제 재료를 구속시키되, 소정의 거리보다 작게 기판의 표면을 따라 적어도 일방향으로 구속시키는 단계와; 복제 재료를 경화시켜(예컨대 큐어링) 요소를 형성시키는 단계를 포함한다.

광학 요소, 복제 공구, 오버플로우 용적부

Description

오버플로우 용적부를 갖춘 공구를 사용한 광학 요소의 성형{MOLDING OF OPTICAL ELEMENTS USING A TOOL HAVING AN OVERFLOW VOLUME}

본 발명은 소형 광학 요소 또는 기계 요소, 특히 굴절성 광학 요소 또는 회절성 미소 광학 요소를 엠보싱 단계 또는 성형 단계를 포함하는 복제 공정(replication process)에 의해 제조하는 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 광학 요소의 복제 방법과 그 복제 공구에 관한 것이다.

복제된 광학 요소는 임의의 소정의 방식으로 광빔(optical beam)에 영향을 주는 회절성 및/또는 굴절성 미소 광학 요소, 렌즈와 같은 굴절 요소, 가능하게는 적어도 부분적으로 굴절성인 요소 등을 포함한다.

광학 요소가 복제에 의해 제조될 때, 일반적으로 기판(substrate)과 그 표면 상의 복제 재료를 포함하는 기본적인 구성이 있으며, 이러한 복제 재료는 복제 공정 중에 조형되어(shaped) 경화된다. 일반적으로, 상기한 기판 표면에 수직한 크기(복제된 구조체의 두께 또는 높이로서, z방향 크기로도 불리움)는 중요할 뿐만 아니라 명확하게 형성되어 제어되어야 한다. 요소의 다른 크기는 복제 공구에 의해 형성되기 때문에(이는 복제 공정의 특성임), 복제된 요소의 부피도 또한 명확하게 형성된다. 하지만, 작은 부피의 분배된 액상 또는 점성 재료는 일반적으로 제 어하기에 어려울 뿐만 아니라 많은 비용을 소요한다. 오직 부분적으로만 충진된 요소는 결함을 가질 뿐만 아니라 유용성을 상실하기 때문에, 여분의 복제 재료를 분배하는 것이 바람직하다. 이에 의해서, 상이한 요소들 사이에서 변동하는 복제 재료 부피에 대해서도, 유용성을 상실한 요소가 없거나 단지 몇 개의 그러한 요소만이 존재함이 보장된다.

특히 중요한 공정은 웨이퍼 규모(wafer-scale) 제조 공정으로서, 이 공정에 따르면, 예컨대 WO 2005/083789에 개시된 바와 같이, 광학 요소의 어레이(array)가 디스크형("웨이퍼-(wafer-)") 구조체 상에 제조되고, 복제 후에 개별 요소로 다이싱되거나("diced") 다른 웨이퍼형 요소 상에 적층되어 적층 후에 개별 요소로 분할된다. '웨이퍼 규모'란 2 인치 내지 12 인치의 직경을 갖는 디스크와 같이, 반도체 웨이퍼와 동등한 크기의 디스크형 기판 또는 판형 기판의 크기를 말한다. 종래의 웨이퍼 규모 복제 공정에서는, 전체 웨이퍼 규모 복제물에 대한 복제 재료가 단일 블롭(blob)으로 기판상에 적층된다. 하지만, 요소의 측부에는 후속 복제 단계시 복제 재료를 필요로 하지 않는 영역이 존재할 수 있다. 어떤 일정 적용 분야에서, 제조된 요소는 예를 들어 다른 요소와 함께 사용되어야 하며, 잔여 재료는 조합된 구조체의 기능을 손상시킬 수 있다. 본 출원과 동일자로 출원된, 동일한 발명자에 의한 특허 출원 "광학 요소 제조 방법 및 공구(Method and Tool for Manufacturing Optical Elements)"에는, 형성될 모든 광학 요소 또는 광학 요소의 서브 그룹에 대해서, 복제 재료의 블롭이 기판 또는 공구상에 어레이 형태로 분배되는 어레이 복제 방법이 개시되어 있다.

이러한 어레이 복제 방법에서, 여분의 재료는 요소 용적부(element volume)로부터 측부로 새어 나올 것이다. 예를 들어, 반도체 칩을 구비한 웨이퍼의 표면 위에 소형 광학 렌즈들이 복제되어, 각각 CCD 또는 CMOS 카메라 센서 어레이를 구현할 수 있다. 잔여 재료는 그가 중요 영역(critical area)을 덮는 경우에, 반도체 웨이퍼와 렌즈를 포함한 적층물의 추가 가공 단계, 예컨대 접합 단계를 저해할 수 있다.

전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함되는, 동일 출원인에 의한 WO 2004/068198는 미소 광학 요소를 형성시키기 위한 복제 방법을 개시하고 있다. 구조화된(또는 미소 구조화된) 요소는 복제 공구를 사용하여 예비 제품에 3D 구조체를 복제/조형(성형 또는 엠보싱 등)시킴으로써 제조된다. 복제 공구는 복제 표면으로부터 돌출되는 스페이서 부분을 포함한다. 복제된 미소 광학 요소는 복제물(replica)로 불리운다.

스페이서 부분은 기판상에서 변형 가능 재료의 자동화된 그리고 정확한 두께 제어를 가능케 한다. 이러한 스페이서 부분은 공구 내에 형성된 "레그형(leg like)" 구조체를 포함할 수 있다. 또한, 스페이서는 미소 광학 표면 형상(topography)의 변형을 방지하는데, 왜냐하면 스페이서는 공구상의 최고 구조 특징부(feature)보다 더욱 돌출되기 때문이다.

스페이서 부분은 바람직하게는 적어도 복제 공구의 필수 부분에 걸쳐, 예컨대 전체 복제 공구에 걸쳐 또는 에지에 '분포(distributed)'되는 방식으로 형성 가능하다. 이는 스페이서 부분의 특징부가 복제 공구의 필수 부분에 존재함을 의미 하며, 예를 들어 스페이서 부분은 복제 공구의 복제 표면에 걸쳐 분포된 다수의 스페이서들로 구성된다. 스페이서는 복제 재료층의 자동화된 그리고 정확한 두께 제어를 가능케 한다.

복제 공정은 엠보싱 공정일 수 있으며, 이때 조형될 제품에 대한 소성 변형 가능 또는 점성 또는 액상 복제 재료는 임의의 크기를 가질 수 있는 기판의 표면상에 배치된다. 엠보싱 단계에서, 스페이서 부분은 기판의 상면에 접한다. 따라서, 이러한 표면은 엠보싱의 정지면 역할을 한다.

이러한 이유로, WO 2004/068198에 개시된 복제 방법은 복제된 요소의 두께(높이, z방향 크기)를 제어하는 한가지 아주 바람직한 가능성을 제공한다. z방향 크기를 제어하는 다른 방식은, 공구 평면과 기판 평면 사이의 간격을 측정하고 이러한 상이한 평면들에서의 간격을 로봇에 의해 능동적으로 조절하는 것을 포함한다.

전술한 이유들로 인해, 엠보싱 단계는 잔여 재료가 요소들 사이의 영역에, 그리고 예를 들어 각각의 요소의 외주 주위에 잔류되는 현상을 초래한다. 이는 복제 공구가 스페이서 부분을 포함하는 경우에, 요소를 둘러싸는 스페이서 영역에 대해서도 마찬가지일 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 단점들을 극복하는, 서두에 기재한 유형의 요소 복제 방법과 복제 공구를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 복제 공구에 의해 요소를 제조하는 방법이 제공되며, 이러한 방법은,

요소의 형상을 형성하는 복제 공구를 제공하는 단계와;

기판을 제공하는 단계와;

공구와 기판 사이에 액상 또는 점성 또는 소성 변형 가능 상태의 복제 재료가 위치된 상태에서, 공구와 기판을 서로 가압시키는 단계와;

기판상의 요소의 원하는 영역을 초과하는 기판의 소정의 영역에 복제 재료를 구속시키되, 소정의 거리보다 작게 기판의 표면을 따라 적어도 일방향으로 구속시키는 단계와;

복제 재료를 경화(hardening)시켜 요소를 형성시키는 단계를 포함한다.

복제 재료는 공구와 기판의 표면 사이에 구속된다. 복제 재료를 기판 표면의 일부에만 구속시킴으로써, 형성된 요소는 예컨대 큐어링(curing)에 의한 경화 후 단지 기판의 일부만을 덮게 된다. 요소는 소정의 영역에서 기판을 덮게 연장되지 않으며, 이러한 소정의 영역은 예를 들어 접합을 위해 자유 영역으로 남겨진다.

바람직하게는, 복제 공구는, 기판 또는 기판을 포함한 조립체를 개별 요소로 다이싱함으로써 추후에 다른 요소로부터 분리될 구성요소(광학 요소, 예컨대 렌즈와 같은)의 형상[역상(negative)]을 각각 형성하는 다수의 섹션(section)들을 포함한다. 이어서, 복제 재료를 기판의 소정의 영역에 구속시키는 것은, 예를 들어 각각 복제 섹션 주위의, 바람직하게는 중첩되지 않는 다수의 영역들에 복제 재료를 구속시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 복제 섹션은 동일한 복제 섹션들의 어레이로서 구비될 수 있으며, 이때 각각의 복제 섹션 주위에서 복제 재료가 일 영역에 구속된다.

복제 공구는 스페이서 부분을 포함할 수 있다. 이러한 공구에서, 공구의 적어도 하나의 캐비티는, 제조될 요소의 구조 특징부의 적어도 일부에 역상인 역상 구조 특징부를 구비한 복제 표면을 형성한다. 캐비티는 요소 용적부(element volume)를 포함하며, 또한 적어도 하나의 버퍼 용적부(buffer volume) 및/또는 오버플로우 용적부(overflow volume)를 포함할 수 있다. 스페이서 또는 스페이서 부분은 복제 표면으로부터 돌출된다. 복제 공정에서, 스페이서 또는 스페이서 부분은 기판에 접하며, 그리고/또는 복제 재료의 얇은 기층 상에서 부유(floating)된다.

공구와 기판을 서로 가압시키는 힘은 특정 요건에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 이러한 힘은 단지, 기판 표면에 접하고 그리고/또는 복제 재료의 얇은 기층상에서 부유되는 스페이서 부분에 의해 기판상에 가해지는 복제 공구의 중량일 수 있다.

대안적으로, 기판은 복제 공구상에 위치할 수 있다. 다른 대안에 따른 힘은 중량보다 작거나 클 수 있으며, 예를 들어 복제 공정 중 기판과 복제 공구의 간격을 제어하는 마스크 정렬기(mask aligner) 또는 유사한 장치에 의해 인가될 수 있다.

복제 공정을 위해 복제 공구와 기판이 함께 접하기 전에, 액상 또는 점성 또는 소성 변형 가능 상태의 복제 재료가 복제 공구 및/또는 기판상에 배치된다. 복제 공구는 전술한 바와 같이 각각 복제될 요소를 형성하는 다수의 섹션들을 포함할 수 있다. 이어서, 바람직하게는 본 발명의 방법은, 공구를 기판에 가압시키기 전에, 각각 하나의 섹션에 해당하는 측방향으로 변위된 지점들에서, 일 부피(가능하게는 소정의 부피)의 복제 재료를 공구 및 기판 중 적어도 하나에 국소적으로 그리고 개별적으로 인가시키는 단계를 포함한다. 이는 각각 광학 요소에 해당하는 다수의 캐비티들에 최적량의 복제 재료를 제공할 수 있도록 한다. 이에 의해서, 다수의 요소들이 복제 재료의 단일 블롭으로 형성되는 경우와 비교시, 중요 영역(critical area)으로부터 제거되거나 이탈되어야 할 여분의 복제 재료의 부피가 감소되거나 없어진다.

복제 공구와 기판이 함께 접하는, 예를 들어 복제 공구가 기판상에 배치되는 복제 위치에 복제 공구와 기판이 위치하는 동안에, 복제 재료는 경화된다. 선택된 복제 재료에 따라서, 복제 재료는 큐어링(curing), 예컨대 UV 큐어링에 의해 경화될 수 있다. 대안으로서, 복제 재료는 냉각에 의해 경화될 수 있다. 선택된 복제 재료에 따라서, 다른 경화 방법도 가능하다. 이에 후속하여, 복제 공구와 복제 재료는 서로 분리된다. 대부분의 적용 분야에 대해서, 복제 재료는 기판상에 형성되어 유지된다. 광학 요소는 전형적으로 굴절성 또는 회절성 광학 요소이지만, 예를 들어 적어도 여러 영역들에서 마이크로기계 기능을 가질 수도 있다.

요소 용적부는 기판의 일부를 덮으며, 요소의 기능부를 구성한다. 경화된 복제 재료의 나머지는 요소 측부의 용적부, 즉 기판과 요소 기능부 둘 다에 인접한 공간 영역을 충진시킬 수 있으며, 요소의 기능을 저해하지 않는다. 본 발명은 요소 용적부의 각각의 측부에서 복제 재료가 기판을 따라 얼마나 이동할 수 있을지를 제어할 수 있도록 한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 복제 재료의 유동은 모세관력(capillary force) 및/또는 표면 장력에 의해 제어 및/또는 제한된다. 이는 공구와 기판 사이에서 복제 재료의 유동을 촉진 또는 저지하는 기하학적 특징부의 특성을 이용한다.

일례로서, 복제 공구는 각각 하나의 요소 또는 요소들 그룹의 형상을 형성하는 다수의 캐비티들을 포함하도록 선택될 수 있으며, 이때 각각의 캐비티는 평탄 섹션(flat section)에 의해 적어도 하나의 측방향으로 제한된다. 내부 에지가 캐비티와 평탄 섹션 사이에 형성된다. 복제 공구는 또한 다수의 오버플로우 용적부들 또는 캐비티들 사이의 하나의 연속하는 오버플로우 용적부를 포함한다. 외부 에지가 평탄 섹션과 오버플로우 용적부 사이에 형성된다. 분배되는 복제 재료(캐비티당(per cavity))는 캐비티의 부피보다 크도록 선택된다. 이렇게 되면, 평탄 섹션은 바람직하게는 캐비티를 둘러싸는 부유(비접촉) 스페이서의 역할을 한다. 외부 에지는 복제 재료의 유동을 정지시키는 불연속점(discontinuity)을 구성한다. 이러한 불연속점이 없으면, 모세관력에 의해 복제 재료가 긍극적으로는 요소 용적부로부터 방출되는 현상이 초래된다.

본 실시예에서, 캐비티는 예를 들어 단지 요소 용적부만으로 구성될 수 있다. 캐비티는 요소가 볼록 굴절 렌즈이도록 돔형(dome-shaped)일 수 있으며, 이러한 요소에 인접하여 얇은 기층이 형성되고, 이러한 기층은 복제 재료가 부유 스페이서 아래에서 유지되는 것이다.

원통 대칭형(cylinder symmetric) 광학 요소의 경우에도, 오버플로우 용적부의 외부 에지를 따라 형성되는 복제 재료의 융기부(bulge)가 요소의 타측 쪽에서보다 요소의 일측 쪽에서 복제 요소로부터 더욱 이격되도록, 평탄 섹션의 형상은 기판 표면에 수직한 방향, 예를 들어 요소의 중심축을 따라 볼 때 비대칭일 수 있다.

여기서 그리고 다음의 설명에서, 편의상, 본질적으로 평탄한 표면을 포함하는 기판의 표면에 수직한 크기를 "높이"로 부른다. 실제로, 이러한 전체 배치는 전도된(upside down) 구성으로 사용될 수도 있거나, 기판 표면이 수직이거나 수평과 각도를 이룬 구성으로도 사용될 수 있다. 표면에 수직한 방향을 z방향이라 부른다. "외주(periphery)", "측방향(lateral)" 및 "측부(side)"라는 용어들은 z방향에 수직한 방향에 관한 것들이다.

다른 예에서, 유동의 제어는 요소의 형상을 형성하는 공구의 캐비티에 의해 행해지며, 이러한 캐비티는 요소의 적어도 일측을 따라 버퍼 용적부를 포함하고, 이러한 버퍼 용적부는 내부 에지에 의해 요소 용적부로부터 분리된다. 또한, 캐비티의 요소 용적부에 개별적으로 인가된 복제 재료의 소정의 부피는 캐비티의 부피보다 작다. 이는 내부 에지가 그 내부 에지에 작용하는 모세관력 및 표면 장력에 의해 버퍼 용적부 내로의 복제 재료의 유동을 제한하도록 한다.

특히, 복제 재료의 소정의 부피는 대략 요소 용적부의 부피일 수 있다(또는 다소 작거나 다소 클 수 있음). 요소 용적부는 기능 요소의 용적부로서, 일측에서 공구에 의해 형성된 요소의 외형부로부터 타측에서 기판으로 연장된다. 이렇게 되면, 복제 재료는 내부 에지에 작용하는 유체력에 의해 버퍼 용적부 내로의 유입이 방지된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 공구를 기판에 가압시킬 때, 경사 스페이서는 복제 재료를 요소 용적부와 특히 요소 용적부에 인접한 버퍼 용적부 쪽으로 변위시킨다. 경사 스페이서는 기판의 표면과 접하는 경사 표면을 구비한다. 경사 표면은 압력이 인가되지 않을 때 외주에서 기판과 접하며, 요소 용적부에 근접할수록 점차 기판으로부터 이격된다. 엠보싱 또는 성형 중에, 압력이 공구에 인가될 때, 다소 탄성적인 공구는 변형되고, 경사 표면은 복제 재료가 경사 표면 아래로부터 변위되도록 한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 본 발명의 방법은,

기판에 접하는 접촉 스페이서에 의해 공구의 적어도 일측 쪽으로의 복제 재료의 유동을 제한하는 단계와,

오버플로우 채널에 의해 복제 재료가 공구의 타측 쪽으로 유동되도록 하는 단계를 추가로 포함한다.

이는 복제 재료를 중요 영역으로부터 이탈시켜 비중요 영역에 위치한 오버플로우 용적부로 안내하도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 복제 재료로 요소를 복제하는 복제 공구가 제공되며, 이러한 복제 공구는 각각 하나의 요소 또는 요소들 그룹의 형상을 형성하는 다수의 캐비티들을 구비한 복제면(replication side)을 포함하고, 복제 공구는 또한 복제면 상에서 캐비티로부터 돌출되는 적어도 하나의 스페이서 부분을 추가로 포함하며, 복제 공구는 또한 공구가 기판에 가압될 때, 소정의 거리보다 작게 기판의 표면을 따라 적어도 일방향으로 요소의 원하는 영역을 초과하는 공구의 소정의 영역에 복제 재료를 구속시키는 수단을 추가로 포함한다.

이러한 복제 재료 구속 수단 또는 유동 구속 특징부는 내부 에지, 버퍼 용적부, 외부 에지, 스페이서 및 경사 스페이서로 구성되며, 이들의 각각 또는 이들 중 몇개가 조합되어 구성된다. 이들은 조합되어 "다중(multi-tiered)" 유동 구속부를 형성할 수 있으며, 이는 실제로 존재하는 복제 재료의 양에 따라 전위 제한부 또는 후위 제한부에서 유동을 정지시킨다. 이는 복제 재료를 개별 캐비티로 또는 기판상의 대응 개별 지점 상으로 분배할 때의 부정확성에도 불구하고 유동의 제어를 가능케 한다.

즉, 캐비티는 요소 용적부와 그 요소 용적부 주위의 추가 용적부를 포함하며, 이러한 추가 용적부의 경계는, 복제 재료를 개재한 상태에서 공구를 기판에 가압시킬 때 복제 재료의 모세관 유동을 선택적으로 제지 및/또는 가능케 하는 불연속점을 포함한다.

이러한 불연속점은 예를 들어 원형 형상의 동심인 원형 광학 요소들에 대한 것이다. 다른 형상의 광학 요소, 예컨대 직사각형 또는 둥근 직사각형 형상의 광학 요소에 대해서, 연속되는 불연속점들은 증가된 거리에서 광학 요소의 형상을 따를 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 불연속점은 복제 공구 내에 형성된 리지(ridge)와 홈 사이에 위치된다. 따라서, 불연속점은 예를 들어 광학 요소를 형성하는 복제 공구의 섹션 주위에 형성된 원형(또는 전술한 바와 같이 직사각형 등) 리지와 채널 사이의 에지에 의해 구성된다. 따라서, 일련의 연속하는 리지 및 채널은 여분의 복제 재료의 확장 범위의 양자화(quantisation)를 형성하는데, 왜냐하면 복제 재료의 외향 유동은 각각의 에지 또는 불연속점에서 제지 또는 정지되고, 단지 요소 용적부의 부피에 대한 복제 재료의 부피가 일정 한계치를 초과하는 경우에만 지속되기 때문이다.

비기능성 복제 재료에 의해 덮여져 있는, 광학 요소를 둘러싸는 영역을 최소화시키기 위해서, 요소 용적부를 둘러싸고 그의 외부 경계를 형성하는 부유 스페이서는 예를 들어 스페이서의 기능, 즉 공구에 대한 충분한 지지 기능을 여전히 제공하면서도 가능한 한 얇게 제조된다. 또한, 부유 스페이서 외부의, 또는 요소 용적부의 외부 에지 외부의(부유 스페이서가 없는 경우에) 홈 또는 수개의 홈들은 바람직하게는 가능한 한 깊게, 예를 들어 요소 용적부의 깊이에 이르기까지 제조된다. 결과적으로, 홈에 의해 형성되는 부피가 증가되며, 재료가 넘쳐 다음 홈 내로 유입되기 전에 수용될 수 있는 복제 재료의 부피도 증가된다.

각각의 원주 방향 홈 또는 채널의 부피는 바람직하게는 액적식(dropwise)으로 적층된 복제 재료의 부피를 제어할 수 있는 정밀도와 상호 관련된다. 예를 들어, 복제 재료의 부피가 고도로 제어될 수 있으면, 여분의 재료의 크기 또는 부피는 단지 작은 범위 내에서만 변하는 것으로 알려져 있다. 결과적으로, 홈은 바람직하게는 이러한 여분의 크기 또는 부피를 커버할 수 있도록 위치되고 크기가 형성된다. 즉, 적층 정확도에 따라, 예측된 여분의 크기가 최소인 경우에, 홈은 전혀 충진되지 않을 것이며, 최대 여분의 크기에 대해서, 홈은 그의 한계까지만 충진될 것이다. 다시 말하면, 복제 재료의 유동을 제한하는 수단의 크기(즉, 불연속점 또는 에지의 크기와 개재하는 홈의 크기 및 그 부피)는 인가되는 복제 재료의 부피의 예측치에 따라 설계된다.

다른 구속 조건에 따라, 홈의 부피는 홈의 깊이 및 폭을 선택함으로써 조절된다. 이러한 깊이는 예를 들어 복제 공구를 형성하는 방법에 의해 제한되고, 홈의 폭은 광학 요소의 전체 크기를 제한하는 설계 구속 조건과 여분의 재료에 의해 제한된다. 따라서, 홈과 액적 적층의 전체 설계는, 개별 제품에 따른 최적화 원리에 따라, 액적 적층 정밀도 및 홈의 기하학적 형상의 상호 관련 특징의 최적 선택을 구성한다.

다른 바람직한 실시예에서, 복제 공구는, 캐비티의 일측에서 기판과 접함으로써 복제 재료의 유동을 정지시키도록 하는 크기의 스페이서와, 캐비티의 타측 쪽으로의 복제 재료의 유동을 가능케 하는 오버플로우 채널을 포함한다.

다른 바람직한 실시예에서, 복제 공구는 캐비티에 의해 형성되는 요소 용적부의 적어도 일측에서 버퍼 용적부를 포함하며, 이러한 버퍼 용적부와 요소 용적부는 그들의 공통 경계에서, 버퍼 용적부 내로의 복제 재료의 유동을 제지하는 내부 에지를 형성한다.

다른 바람직한 실시예에서, 복제 공구는 버퍼 용적부 내로의 복제 재료의 유동을 제지하기 위해 버퍼 용적부의 표면에서 추가 에지를 포함한다. 이러한 추가 에지는 적어도 대략 평행한 곡선으로 내부 에지의 형상을 따른다.

공구는 다수의 캐비티들을 포함하여, 바람직하게는 공통 기판상에서의 요소들의 어레이의 동시 제조를 가능케 한다. 이러한 공통 기판은 바람직하게는, 웨이퍼 규모(wafer scale)로 제조되고 추후에 분할 유닛들로 다이싱되는 광학 요소 및 전자 요소를 포함한 광전(opto-electronic) 또는 마이크로 광전(micro-opto-electronic) 조립체의 일부이다.

다른 바람직한 실시예들은 청구범위의 종속항들에 기재되어 있다. 본 발명의 방법 청구항들의 특징은 장치 청구항들의 특징과 조합될 수 있고 그 역도 가능하다.

복제물(예를 들어 마이크로 광학 요소 또는 마이크로 광학 구성 요소 또는 마이크로 광학 시스템)은 에폭시로 제조될 수 있다. 이렇게 되면, 복제 공구가 제 위치에 위치한 상태에서 행해지는 경화 단계는 UV 경화 단계일 수 있다. UV 광경화는 경화 공정의 우수한 제어를 가능케 하는 고속 공정이다. 본 기술 분야의 당업자는 다른 재료들과 다른 경화 공정들을 파악할 수 있다.

"광학" 요소는 단지 스펙트럼의 가시 영역에서만이 아닌 전자기 복사에 영향을 줄 수 있는 요소를 포함한다. 특히, 광학 요소는 가시광, 적외선 복사 및 가능하게는 UV 복사에 영향을 주는 요소를 포함한다. 본 명세서의 "웨이퍼"라는 용어는 기판의 형상에 대한 어떠한 제한도 의미하지 않는다.

이하에서는 첨부 도면들에 도시된 바람직한 예시적인 실시예들을 참고로 하여 본 발명의 내용을 더욱 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 기판상에 배치된 공구의 단면도들이다.

도 3은 도 2의 구성의 평면도이다.

도 4는 버퍼 용적부(buffer volume)와 오버플로우 용적부(overflow volume) 사이의 전이부(transition)의 대안적인 기하학적 형상의 일례를 도시한 도면이다.

도 5 내지 도 9는 다른 공구의 단면도들이다.

도 10은 도 9의 구성의 평면도이다.

도 11 내지 도 13은 다른 공구의 단면도들이다.

도 14는 본 발명에 따른 방법의 순서도이다.

본 도면들에 사용된 도면 부호와 그 의미는 도면 부호의 목록에 요약되어 기재되어 있다. 원칙적으로, 도면들에서 동일 부재에는 동일 도면 부호가 부여된다.

도 1은 기판(12)상에 배치된 공구(10)의 단면도를 개략적으로 도시하고 있다. 공구(10)는 요소 용적부(element volume)(1)에 의해 형성될 요소의 형상을 형성하는 캐비티(8)를 형성한다. 도시된 경우에서, 광학 요소는 간단히 굴절 렌즈이다. 요소 용적부(1)는 공구(10)와 기판(12) 사이에 위치된다. 요소 용적부는 공구(10)의 돌출 요소에 의해 둘러싸이며, 이러한 돌출 요소는 여기에서는 부유 스페이서(floating spacer)(14)로 불리운다. 스페이서의 평탄면(17)은 기판(12)의 표면에 거의 평행하게 연장되며, 여기에서는 기판의 표면으로부터 약 5 ㎛ 내지 15 ㎛의 거리를 두고 위치된다. 부유 스페이서(14) 아래에서, 평탄면(17)과 기판(12) 사이에 작은 버퍼 용적부(buffer volume)(3)가 형성된다. 요소 용적부(1)와 버퍼 용적부(3) 사이에서, 공구(10)는 내부 에지(2)를 포함한다. 버퍼 용적부(3)와 오버플로우 용적부(overflow volume)(5) 사이에서, 공구(10)는 외부 에지(4)를 포함 한다.

부유 스페이서(14)의 주기능은 모세관력(capillary force)에 의해 여분의 재료를 방출시키는 것이다. 유동은 외부 에지(4)에서 정지되어 융기부(bulge)(18)를 형성시켜서, 요소 용적부(1)가 모세관력에 의해 비워지지 않도록 한다. 이러한 방식으로, 부유 스페이서(14)의 폭 및 형상과 오버플로우 용적부(5)의 형상 및 크기는 여분의 재료가 이동될 장소를 한정하게 된다. 따라서, 복제 재료 용적을 어느 일정 최대 용적 이하로 유지시킴으로써, 복제 재료는 구속된다.

내부 에지(2)는 아래의 도면들에도 또한 도시된 바와 같이, 복제 재료(13)의 외부 경계에서 유동을 정지시키는 제1 불연속점(discontinuity)을 구성한다. 외부 에지(4)는 복제 재료(13)가 버퍼 용적부(3)에 인접한 버퍼 용적부(5)로 유동하지 못하도록 하는 제2 불연속점을 구성한다. 이러한 불연속점들이 없으면, 모세관력이 복제 재료(13)를 버퍼 용적부(3)에 의해 형성된 채널을 따라 연속하여 유동시키게 되어, 궁극적으로는 복제 재료(13)를 요소 용적부(1)로부터 방출시키게 된다.

도 2는 전술한 원리의 변형예를 도시하고 있다. 이러한 변형예에서, 요소 용적부(1)를 둘러싸는 부유 스페이서(14)는 비대칭이다. 이에 의하면, 여분의 재료는 그가 다른 공정을 방해하지 않는 영역으로 이송될 수 있다. 도 2의 구성의 평면도가 도 3에 도시되어 있다. 외부 에지(4) 주위로 연장되는 복제 재료의 융기부[도 1 및 도 2에는 도시되어 있지만 도 3에는 도시되어 있지 않은데, 왜냐하면 도 3은 단지 복제 재료 없이 공구(10)만을 도시하고 있기 때문임]는 예를 들어 그의 단면에 있어 거의 일정할 수 있다. 부유 스페이서의 비대칭 형상으로 인해, 외 부 에지(4)의 길이는 증가된다. 이러한 이유로, 상기한 비대칭 해법은 도시된 구성에서는 하단 좌측 코너에 해당하는 하나의 원하는 방향으로 특히 우수하게 복제 재료를 구속할 수 있게 되며, 이는 특히 편심(off-center) 광학 요소를 구비한 구성에 소망될 수 있다.

공구는 바람직하게는 도 1의 실시예와 하기의 모든 실시예들에 적용될 수 있는 바와 같이, 각각 복제될 요소에 해당하는 다수의 섹션들을 포함한다. 이러한 섹션들은 예컨대 그리드(grid)에 어레이(array) 형태로 배치되며, 이때 그리드(11) 라인은 제조된 광학 요소를 구비한 기판(12)을 추후에 분할시키기 위한 절단 또는 다이싱(dicing) 라인에 해당하거나, 추후에 다른 요소들이 접합될 접합 영역에 해당한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상이한 방향들 사이에서 재료 유동의 비대칭은 상이한 거리에 기초한 방식으로 실시될 수 있다. 하지만, 상이한 지점에서의 상이한 표면 특성과 같은 다른 수단 또는 상이한 기하학적 형상에 의해서 복제 재료 유동에 영향을 줄 수도 있다. 스페이서(14)의 외부는 여분의 재료의 제어에 상이한 표면 장력이 사용될 수 있는 방식으로 형성될 수 있다. 일례가 도 4에 도시되어 있다. 스페이서(14)는 일측에서, 이러한 일측 쪽으로의 유동이 타측 쪽으로의 유동과 상이하도록 하는 기하학적 특징부(feature)(20)를 포함한다.

도 5는, 복제 재료(13)가 오직 요소 용적부(1)만을 충진시키고 있고 요소 용적부(1)와 버퍼 용적부(3) 사이의 내부 에지(2)의 불연속점에 의해 구속되어 있는, 공구(10)의 단면도를 도시하고 있다. 버퍼 용적부(3)의 길이는 바람직하게는 100 내지 300 또는 500 또는 800 마이크로미터 범위이다.

도 5에서, 버퍼 용적부(3)는 캐비티(8) 내에 있다. 또한, z방향 크기 및 그에 따른 요소 길이와 궁극적으로 요소 부피는 캐비티(8)를 둘러싸는 접촉 스페이서(9)에 의해 고정된다. 접촉 스페이서(9)는 예를 들어 WO 2004/068198에 개시된 종류일 수 있다. 따라서, 도 5는, 요소 용적부(1)(또는 다소 작거나 큰 용적부)에 해당하는 복제 재료 부피의 정확한 분배와, 에지(2) 효과와 조합된 표면 장력 효과와의 조합에 의해 복제 재료가 구속되는 일례를 도시하고 있다.

따라서, 복제 재료의 대체적으로 정확한 분배와, 표면 장력 및/또는 모세관력에 의해 복제 재료 유동을 적어도 하나의 방향으로 제한하는 기하학적 요소(에지와 같은)에 기초하는 실시예는 캐비티를 둘러싸는 접촉 스페이서가 구비되는 것에 의존하지 않는다. 이는 도 6에 도시되어 있다. 도 6은 공구(10)의 단면 일부를 도시하고 있으며, 일측에는 상승된 스페이서 영역(선택적임)(14)이 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, z방향 크기는 예컨대 다른 외주 측방향 위치나 타측(미도시)의 접촉 스페이서에 의해서, 또는 능동 거리 조절기 및/또는 제어기나 다른 수단에 의해서 다른 방식으로 형성된다.

도 7은 추가 에지(21)가 버퍼 용적부(3)의 표면에 형성된 공구(10)의 단면도를 도시하고 있다. 이러한 추가 에지(21)는 복제 재료(13)의 유동을 구속하며, 주입 주사기와 같은 주입기를 사용하여 복제 재료(13)를 개별적으로 캐비티(8), 캐비티(8)에 대향된 지점에서 기판(12)에 인가할 때 변할 수 있는 복제 재료(13)의 총부피에 따라서, 또는 일반적으로, 스페이서와 캐비티가 구비되지 않는 경우에, 기 판 또는 복제 공구 또는 그 둘 다에 복제될 요소의 측방향 위치에 따라서 작용된다.

도 8은 기판(12)에 가압되기 전의, 경사 스페이서(15)를 구비한 공구(10)의 단면 일부를 도시하고 있다. 화살표는 경사 스페이서(15)가 가압될 때, 그 경사 스페이서 아래에서 복제 재료(13)의 유동 방향을 도시하고 있다. 일반적으로, 선택적인 추가 중량을 갖는 복제 공구의 중량은 필요로 하는 압력의 생성에 충분하다. 버퍼 용적부(3)는 경사 스페이서(15) 아래로부터 변위된 복제 재료(13)를 수용한다. 본 실시예에서, 유동을 제한하는 것은 경사 스페이서이다.

도 9는 기판(12)상에 배치된 공구(10)의 단면도를 개략적으로 도시하고 있다. 도 10은 해당 평면도를 도시하고 있다. 공구(10)는 요소 용적부(1)에 의해 형성될 요소의 형상을 형성하는 캐비티(8)를 포함한다. 요소 용적부(1)는 공구(10)와 기판(12) 사이에 위치되어, 버퍼 용적부(3)에 의해 둘러싸인다. 요소 용적부(1)와 버퍼 용적부(3) 사이에서, 공구(10)는 내부 에지(2)를 포함한다. 버퍼 용적부(3)와 오버플로우 용적부(5) 사이에서, 그리고 버퍼 용적부(3)와 자유 용적부(6) 사이에서, 공구(10)는 외부 에지(4, 4')를 포함한다. 버퍼 용적부(3)는 복제 재료(13)의 양이 요소 용적부(1)의 부피를 초과하는 경우에, 여분의 재료에 대한 출구 또는 오버플로우 채널(16)을 구성한다.

큰 부피 공차(volume tolerance)를 필요로 하는 경우에, 캐비티(8)는 요소 용적부(1)의 일측에서 오버플로우 용적부(5)를 포함한다. 타측에서는, 외부 에지(4) 또는 자유 용적부(6) 또는 스페이서(9)가 복제 재료(13)에 대한 유동 제한부 를 형성하여, 복제 재료(13)를 기판의 중요 영역으로부터 이격되게 유지시킨다. 이러한 외부 에지(4)는 오버플로우 용적부(5)의 외부 제한부와 함께, 복제 재료(13)에 의해 덮일 수 있는 기판(12)의 최대 영역을 제공하는 소정의 영역(7)을 형성한다.

외부 에지(4, 4')는 한편으로는 버퍼 용적부(3)로부터 자유 용적부(6)로의 전이부(4) 사이에서, 그리고 다른 한편으로는 버퍼 용적부(3)로부터 오버플로우 용적부(5)로의 전이부(4') 사이에서 상이하게 조형되어, 표면 장력 및/또는 모세관력에 의해 여분의 복제 재료가 자유 용적부(6)가 아닌 오버플로우 용적부(5) 내로 유입되도록 한다. 예를 들어, 외부 에지(4, 4')는 자유 용적부(6)로의 전이부(4)에서 보다 예리하고, 오버플로우 용적부(5)로의 전이부(4')에서 보다 둥글다.

여기서, 공구(10)는 기판(12)에 배치된 접촉 스페이서(선택적임)(9) 상에 위치된다. 복제 재료에 의해 충진되지 않는 자유 공간(6)의 기능은 외부 에지(4)와 함께 복제 재료의 유동을 정지시켜, 복제 재료가 접촉 스페이서(9) 아래로 유동되지 못하게 하는 것이다. 이는 복제 재료의 점도, 표면 장력 및 모세관력에 따라 필요하지 않을 수 있으며, 유동은 접촉 스페이서 자체에 의해 정지될 수 있다. 이러한 경우에, 접촉 스페이서는 버퍼 용적부와 자유 용적부(6)를 필요로 하지 않고서 요소 용적부(1)에 바로 인접할 수 있다.

외부 에지(4)에서의 높이의 불연속 또는 단차(step)에 따라서 오버플로우 용적부(5)가 버퍼 용적부(3)보다 높기 때문에, 모세관력은 더 이상 관련되지 않는다[편의상, 기판(12)의 표면에 수직한 크기를 "높이"로 부름]. 실제로, 전체 배치는 전도(upside down)되어 사용될 수도 있다. 오버플로우 용적부(5)는 간단히 여분의 복제 재료(13) 부피에 따라 충진될 것이다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에서, 요소 용적부(1)는 1 내지 2 밀리미터의 직경과 약 250 마이크로미터의 높이를 가지며, 버퍼 용적부(3)의 높이, 즉 버퍼 용적부(3)의 영역에서 캐비티(8)와 기판(12) 사이의 간격은 약 10 마이크로미터이고, 버퍼 용적부(3)의 길이, 즉 내부 에지(2)로부터 외부 에지(4)까지의 간격은 약 50 내지 200 마이크로미터이다.

도 11 내지 도 13은 복제 재료의 개별 액적(drop)의 예측된 크기나 부피에 맞추어 형성되는 홈을 구비한 버퍼 용적부를 포함하는 다른 공구의 단면도를 도시하고 있다. 도 11은 도 7의 공구와 유사한 공구(10), 즉 부유 스페이서가 없는 공구를 도시하고 있으며, 여기서 추가 에지(21)는 리지(ridge)(23)와 홈(19', 19") 사이에 경계를 구성한다. 리지(23)와 홈(19', 19")은 다른 도면들에서와 같이, 동심원으로서 또는 비원형 광학 요소의 윤곽(contour)을 따라서 요소 용적부(1) 주위로 연장된다. 후자의 경우에, 각각의 원주 방향 리지 또는 이러한 방식으로 형성된 채널의 폭과 깊이는 바람직하게는 그의 원주 주위로 일정하게 유지된다. 도 11에서, 제1 내부 홈(19')은 보다 큰 부피를 갖는데, 왜냐하면 그의 폭 및/또는 깊이가 제2 외부 홈(19")보다 크기 때문이다. 내부 홈(19')은 비교적 큰 부피의 여분의 복제 재료를 수용할 수 있으며, 바람직하게는,

- 내부 홈(19')의 제1 내부 에지(21')에 도달하는 데 필요한 복제 재료의 부피가 액적 적층 장치(drop deposition device)에 의해 적층되는 예측된 최소 부피 에 해당하도록(소정의 확률을 가지고서),

- 내부 홈(19')의 제2 외부 에지(21")에 도달하는 데 필요한 복제 재료의 부피가 액적 적층 장치에 의해 적층되는 예측된 최대 부피에 해당하도록(소정의 확률을 가지고서), 위치되고 크기가 형성된다.

복제 재료가 예측된 최대 부피를 초과하는 경우에(확률이 낮긴 하지만 완전히 배제할 수는 없음), 제2 외부 홈(19")은 그의 에지에 따른 제한부를 형성하도록 배치될 수 있다. 이러한 리지의 구성은 점선으로 도시한 오버플로우 용적부(5)와 조합될 수 있거나, 그렇지 않을 수 있다.

도 12는, 홈(19', 19", 19'")과 리지(23)가 도 11과 유사한 방식으로 배치되고 크기가 형성되지만 도 1에서와 같이 상승된(부유) 스페이서(14)에 의해 요소 용적부(1)로부터 이격된 공구(10)를 도시하고 있다. 도 11의 홈/리지 구성의 변형예로서, 적층되는 재료의 예측된 최소 부피보다 여분의 재료가 적은 낮은 확률의 경우에 대처하기 위해서, 그리고 복제 재료의 소정의 윤곽을 형성하기 위해서, 추가 홈(19'")이 보다 큰 홈(19') 내에 배치된다. 역시, 이러한 리지 구성도 점선으로 도시한 오버플로우 용적부(5)와 조합될 수 있거나, 그렇지 않을 수 있다.

도 13은, 상승된 스페이서(14)로부터 높이의 증가와 함께 외측으로 연장되는 경사 표면(22)을 구비한 공구(10)를 도시하고 있다. 그 결과, 요소 용적부(1)로부터의 거리와, 이러한 거리에 달하기까지 경사 표면(22) 아래의 캐비티를 충진시키는 데 필요한 복제 재료의 부피 사이의 관계는 비선형이다. 이러한 비선형성은 반경의 제곱에 비례하여 증가하는 덮여진 면적뿐만 아니라, 반경에 비례하여 증가하 는 경사 표면의 높이에 의해서 발생된다. 복제 재료의 점도와 기타 유동 특성[특히 점착성(adhesion) 대 응집성(cohesion)]에 따라, 이러한 구성은 바람직할 수 있다. 이러한 구성은 오버플로우 용적부(5)를 구비하거나 그렇지 않고서, 도 11 및 도 12에서와 같은 규칙적으로 또는 불규칙적으로 크기가 형성된 홈 및 리지와 조합될 수 있다. 경사 표면을 구비한 기하학적 형상도 또한 접촉 스페이서(9)가 없는 구성에 사용될 수 있으며, 예를 들어 도 1에서와 같은 구성에 여분의 용적부(5)의 표면으로서 사용될 수 있다.

도 14는 전술한 방법의 순서도를 도시하고 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이들로 한정되지 않으며 청구범위 내에서 여러 가지로 다양하게 구현되고 실시될 수 있다.

Claims

복제 공구에 의해 요소를 제조하는 방법으로서,

요소의 형상을 형성하는 복제 공구를 제공하는 단계와;

기판을 제공하는 단계와;

상기 공구와 기판 사이에 액상 또는 점성 또는 소성 변형 가능 상태의 복제 재료가 위치된 상태에서, 공구를 기판에 가압시키는 단계와;

상기 기판상의 요소의 목표 영역을 초과하는 기판의 소정의 영역에 복제 재료를 구속시키되, 소정의 거리보다 작게 기판의 표면을 따라 최소한 일방향으로 구속시키는 단계와;

상기 복제 재료를 경화시켜 요소를 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 복제 공구는 각각 복제할 요소를 형성하는 다수의 섹션들을 포함하며, 상기 기판의 소정의 영역에 복제 재료를 구속시키는 단계는 각각 상기 섹션들 중 최소한 하나의 주위에 배치된 다수의 영역들에 복제 재료를 구속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 공구를 기판에 가압시키기 전에, 각각의 섹션의 측방향 위치에서, 일 부피의 복제 재료를 공구 및 기판 중 최소한 하나에 국소적으로 그리고 개별적으로 인가시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
제3항에 있어서,

상기 복제 공구는 각각 하나의 요소 또는 요소들 그룹의 형상을 형성하는 다수의 캐비티들을 포함하도록 선택되며, 상기 캐비티들의 각각은 평탄 섹션에 의해 최소한 하나의 측방향으로 제한되고, 상기 캐비티와 평탄 섹션 사이에 내부 에지가 형성되며, 상기 복제 공구는 최소한 하나의 오버플로우 용적부와 그 오버플로우 용적부와 평탄 섹션 사이의 외부 에지를 추가로 포함하고, 상기 복제 재료의 부피는 캐비티의 부피보다 큰 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
제4항에 있어서,

상기 평탄 섹션은 요소 또는 요소들 그룹의 중심축에 대해 비대칭인 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판과 접하는 스페이서에 의해서 공구의 최소한 일측 쪽으로의 복제 재료의 유동을 제한하는 단계와;

상기 복제 재료가 오버플로우 채널에 의해서 공구의 타측 쪽으로 유동되도록 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복제 공구는 각각 하나의 요소 또는 요소들 그룹의 형상을 형성하는 다수의 캐비티들을 포함하도록 선택되며,

상기 공구를 기판에 가압시킬 때, 경사 스페이서에 의해 복제 재료를 캐비티들 중 하나 쪽으로 변위시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복제 재료의 경화 후에, 공구를 제거하고, 각각 상기 광학 요소들 중 최소한 하나를 구비하는 기판의 섹션들 또는 기판을 포함한 조립체의 섹션들을 다이싱 라인을 따라 서로 분할시키는 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
제8항에 있어서,

상기 다이싱 라인은 복제 재료가 없는 기판의 측방향 위치를 따르는 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복제 재료의 유동을 모세관력 및 표면 장력 중 최소한 하나에 의해 제 어하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
제10항에 있어서,

소정의 부피의 복제 재료를 인가하는 단계와,

상기 복제 공구의 불연속점에 작용하는 표면 장력 및 모세관력 중 최소한 하나에 의해 복제 재료의 유동을 제한하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
제11항에 있어서,

상기 공구의 캐비티는 요소의 형상을 형성하고 요소의 최소한 일측을 따라 버퍼 용적부를 포함하며, 상기 버퍼 용적부는 내부 에지에 의해 요소 용적부로부터 분리되고, 상기 소정의 부피의 복제 재료는 캐비티의 부피보다 작으며, 상기 요소 제조 방법은,

상기 내부 에지에 작용하는 표면 장력 또는 모세관력의 최소한 하나에 의해 버퍼 용적부 내로의 복제 재료의 유동을 제한하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
제12항에 있어서,

인가되는 복제 재료의 부피의 예측치에 따라 복제 재료의 유동을 제한하는 수단의 크기를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 제조 방법.
복제 재료로 요소를 복제하는 복제 공구로서,

각각 하나의 요소 또는 요소들 그룹의 형상을 형성하는 다수의 캐비티들을 구비하는 복제면을 포함하고,

상기 복제면 상에서 캐비티로부터 돌출되는 최소한 하나의 스페이서 부분을 추가로 포함하며,

상기 공구가 기판에 가압될 때, 소정의 거리보다 작게 기판의 표면을 따라 최소한 일방향으로 요소의 목표 부피를 초과하는 공구의 소정의 영역에 복제 재료를 구속시키는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 복제 공구.
제14항에 있어서,

상기 캐비티는 요소 용적부와 그 요소 용적부 주위의 추가 용적부를 포함하며, 상기 추가 용적부의 경계는 모세관력 및 표면 장력 중 최소한 하나에 의해 복제 재료의 유동을 선택적으로 제어하는 불연속점을 포함하는 것을 특징으로 하는 복제 공구.
제15항에 있어서,

상기 캐비티의 일측에서 복제 재료의 유동을 정지시키도록 하는 크기의 에지와,

상기 복제 재료가 캐비티의 타측 쪽으로 유동되도록 하는 오버플로우 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 복제 공구.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캐비티들의 각각은, 스페이서 부분의 역할을 하는 평탄 섹션과, 캐비티와 평탄 섹션 사이의 내부 에지와, 오버플로우 용적부와, 평탄 섹션과 오버플로우 용적부 사이의 외부 에지에 의해서, 최소한 하나의 측방향으로 제한되는 것을 특징으로 하는 복제 공구.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캐비티들 중 최소한 하나에 의해 형성되는 요소 용적부의 최소한 일측에서 버퍼 용적부를 포함하며, 상기 버퍼 용적부와 요소 용적부는 그들의 공통 경계에서, 버퍼 용적부 내로의 복제 재료의 유동을 제지하는 내부 에지를 형성하는 것을 특징으로 하는 복제 공구.
제18항에 있어서,

상기 버퍼 용적부 내로의 복제 재료의 유동을 제지하는 추가 에지들을 버퍼 용적부의 표면에 포함하는 것을 특징으로 하는 복제 공구.
제19항에 있어서,

상기 추가 에지들은 원주 방향 리지들과 홈들 사이의 경계를 형성하는 것을 특징으로 하는 복제 공구.
제20항에 있어서,

상기 홈들은 상이한 깊이 및/또는 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 복제 공구.
제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캐비티들 중 최소한 하나의 최소한 일측에서 경사 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 복제 공구.
복제에 의해 제조되는 투과성 광학 요소로서,

상기 광학 요소는 기판과 그 기판상의 경화된 복제 재료를 포함하고, 상기 경화된 복제 재료는 복제된 광학 기능 섹션을 포함하며,

상기 광학 요소는 기판에 복제 재료를 구비하지 않은, 복제 재료 주위의 영역을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 요소.
제23항에 있어서,

상기 복제 재료는 광학 기능 섹션을 둘러싸는 평탄 섹션을 포함하고, 상기 복제 재료는 평탄 섹션을 둘러싸는 리지형 섹션 및 여분의 섹션 중 최소한 하나를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 요소.