KR20210070388A - 광 가이드 엘리먼트들을 제조하기 위해 각진 포토리소그래피를 이용하는 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들은 광학 엘리먼트들 및 광학 시스템들의 제조에 관한 것이다. 예시적인 시스템은 포토레지스트 재료를 원하는 각도로 조명하고 포토레지스트 재료에서 각진 구조물의 적어도 일부를 노광시키기 위해 광원으로부터 광을 지향시키도록 구성되는 광학 컴포넌트를 포함할 수 있으며, 여기서 포토레지스트 재료는 기판의 상부 표면의 적어도 일부를 오버레이한다. 광학 컴포넌트는 원하는 각도에 부분적으로 기초하여 선택되는 광-커플링 재료를 포함하는 컨테이너를 포함한다. 광학 컴포넌트는 또한 포토레지스트 재료를 원하는 각도로 조명하기 위해 광의 적어도 일부를 반사시키도록 배열되는 미러를 포함한다.

Description

광 가이드 엘리먼트들을 제조하기 위해 각진 포토리소그래피를 이용하는 시스템들 및 방법들
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 11월 7일에 출원된 미국 특허 출원 제16/183,728호의 이점을 주장하며, 그 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명된 자료들은 본 출원의 청구 범위에 대한 선행 기술이 아니며, 이 섹션에 포함됨으로써 선행 기술인 것으로 인정되지 않는다.
도광 디바이스들은 광섬유들, 도파관들 및 다른 광학 엘리먼트들(예를 들어, 렌즈들, 미러들, 프리즘들 등)을 포함할 수 있다. 이러한 도광 디바이스들은 전반사 또는 부분 내부 반사를 통해 입력 패싯(input facet)으로부터 출력 패싯(output facet)으로 광을 투과시킬 수 있다. 또한, 도광 디바이스들은 광 스위치들, 결합기들 및 스플리터들과 같은 능동 및 수동 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
광학 시스템들은 다양한 목적들을 위해 도광 디바이스들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 광섬유들은 광원으로부터 원하는 위치로 광 신호들을 투과시키도록 구현될 수 있다. LIDAR(light detection and ranging) 디바이스들의 경우, 복수의 광원들이 광을 방출할 수 있으며, 이 광은 주어진 환경 내로 지향되도록 도광 디바이스들에 광학적으로 커플링될 수 있다. 환경 내로 방출된 광은 환경에 있는 객체들까지의 추정 거리들을 제공하도록 LIDAR 디바이스들의 수신기에 의해 검출될 수 있다.
본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들은 광학 시스템들의 제조에 적용 가능하다. 예를 들어, 본 개시내용은 특정 광학 엘리먼트들(예를 들어, 광 가이드 디바이스들) 및 그들의 제조를 위한 방법들을 설명한다. 광학 엘리먼트들은 수직 및/또는 각진 구조물들과 같은 하나 이상의 구조물을 포함할 수 있다.
제1 양태에서는, 시스템이 제공된다. 시스템은 포토레지스트 재료를 원하는 각도로 조명하고 포토레지스트 재료에서 각진 구조물의 적어도 일부를 노광시키기 위해 광원에 의해 방출된 광을 지향시키도록 구성되는 광학 컴포넌트를 포함할 수 있고, 포토레지스트 재료는 기판의 상부 표면의 적어도 일부를 오버레이한다. 광학 컴포넌트는 원하는 각도에 부분적으로 기초하여 선택되는 광-커플링 재료를 포함하는 컨테이너를 포함한다. 광학 컴포넌트는 또한 포토레지스트 재료를 원하는 각도로 조명하기 위해 광의 적어도 일부를 반사시키도록 배열되는 미러를 포함한다.
제2 양태에서는, 방법이 제공된다. 방법은 광학 컴포넌트의 한쪽 단부 근처에 기판을 배치하는 단계 - 포토레지스트 재료가 기판의 상부 표면의 적어도 일부를 오버레이하고, 광학 컴포넌트는 (i) 광-커플링 재료를 포함하는 컨테이너, 및 (ii) 미러를 포함함 - 를 포함한다. 방법은 또한 광원이 광학 컴포넌트 내로 광을 방출하게 하는 단계 - 미러는 포토레지스트 재료를 원하는 각도로 조명하기 위해 방출된 광의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 포토레지스트 재료에서 각진 구조물의 적어도 일부를 노광시킴 - 를 포함한다.
제3 양태에서는, 광학 엘리먼트를 제작하는 방법이 제공되며, 방법은 광학 컴포넌트의 한쪽 단부 근처에 기판을 배치하는 단계 - 포토레지스트 재료가 기판의 상부 표면의 적어도 일부를 오버레이하고, 광학 컴포넌트는 (i) 광-커플링 재료를 포함하는 컨테이너, 및 (ii) 미러를 포함함 -; 및 광원이 광학 컴포넌트 내로 광을 방출하게 하는 단계 - 미러는 포토레지스트 재료를 원하는 각도로 조명하기 위해 방출된 광의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 포토레지스트 재료에서 각진 구조물의 적어도 일부를 노광시킴 - 를 포함한다.
본 명세서에 설명된 양들 또는 측정 값들과 관련하여 "약" 또는 "실질적으로"라는 용어는 인용된 특성들, 파라미터 또는 값이 정확하게 달성될 필요없이, 예를 들어, 허용 오차들, 측정 오류, 측정 정확도 한계 및 본 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 다른 팩터들을 포함한 편차들 또는 변형들이 특성이 제공하는 것으로 의도된 효과를 배제하지 않는 양들로 발생할 수 있다는 것을 의미한다.
다른 양태들, 실시예들 및 구현들은 첨부 도면들을 적절하게 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.
도 1a는 예시적인 실시예에 따른 광학 엘리먼트를 예시한다.
도 1b는 예시적인 실시예들에 따라 광을 반사시키는 도 1a의 광학 엘리먼트들을 예시한다.
도 1c는 예시적인 실시예에 따른 광학 시스템을 예시한다.
도 2a는 예시적인 실시예에 따른 광학 컴포넌트의 측면도를 예시한다.
도 2b는 예시적인 실시예에 따른 애퍼처 마스크(aperture mask)의 평면도를 예시한다.
도 2c는 예시적인 실시예에 따른 도 2a의 광학 컴포넌트의 평면도를 예시한다.
도 2d는 예시적인 실시예에 따른 도 2b의 광학 컴포넌트의 저면도를 예시한다.
도 3a는 예시적인 실시예에 따른 제조 방법의 블록을 예시한다.
도 3b는 예시적인 실시예에 따른 제조 방법의 블록을 예시한다.
도 3c는 예시적인 실시예에 따른 제조 방법의 블록을 예시한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 방법을 예시한다.
도 5a는 예시적인 실시예에 따른 제작 시스템을 예시한다.
도 5b는 예시적인 실시예에 따른 다른 제작 시스템을 예시한다.
도 5c는 예시적인 실시예에 따른 다른 제작 시스템을 예시한다.
도 5d는 예시적인 실시예에 따른 다른 제작 시스템을 예시한다.
도 5e는 예시적인 실시예에 따른 다른 제작 시스템을 예시한다.
예시적인 방법들, 디바이스들 및 시스템들이 본 명세서에 설명되어 있다. "예" 및 "예시적인"이라는 단어들은 본 명세서에서 "예, 사례 또는 예시로서 제공되는"을 의미하는 것으로 사용된다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에서 "예" 또는 "예시적인" 것으로 설명되는 임의의 실시예 또는 피처는 반드시 다른 실시예들 또는 피처들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다. 본 명세서에 제시된 주제의 범위를 벗어나지 않으면서, 다른 실시예들이 이용될 수 있고, 다른 변경들이 이루어질 수 있다.
따라서, 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예들은 제한적인 것을 의미하지 않는다. 본 명세서에 일반적으로 설명되고 도면들에 예시된 본 개시내용의 양태들은 매우 다양한 상이한 구성들로 배열, 대체, 결합, 분리 및 설계될 수 있으며, 이들 모두는 본 명세서에서 고려된다.
또한, 문맥상 달리 제시하지 않는 한, 각각의 도면들에 예시된 피처들은 서로 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 도면들은 일반적으로 하나 이상의 전체 실시예의 컴포넌트 양태들로서 보여져야 하며, 모든 예시적인 피처들이 각각의 실시예에 필요한 것은 아니라는 것을 이해해야 한다.
I. 개요
광 가이드들은 광 가이드들 내에서 광을 안내하도록 구성될 수 있는 광학 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 이들 광학 엘리먼트들은 광 가이드의 입력 패싯으로부터 출력 패싯으로 광을 투과시키기 위해 광을 (전체적으로 또는 부분적으로) 반사시킬 수 있는 구조물들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 엘리먼트들은 광을 안내할 수 있는 수직 및/또는 각진 구조물들일 수 있다. 보다 구체적으로, 수직 구조물은 구조물의 길이를 따라 광을 안내할 수 있다. 각진 구조물은 광학적으로 반사성인 금속으로 코팅됨으로써, 특정 방향으로 입사광을 반사시킬 수 있는 미러로서 효과적으로 기능할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 광 가이드들은 포토레지스트 재료로 형성될 수 있고, 적외선 광을 안내하도록 구성될 수 있다.
실제로, 광 가이드들은 포토리소그래피를 사용하여 제작될 수 있으며, 이는 광원을 사용하여 기판을 오버레이하는 포토레지스트 재료에서 광학 엘리먼트들의 구조물들을 노광시킨다. 원하는 구조물들은 특정 패턴으로 포토레지스트를 조명하는 노광 광에 의해 노광될 수 있다. 특히, 수직 구조물들은 포토레지스트를 수직 각도로 노광시키도록 포토레지스트 재료에 수직으로 입사되는 노광 광에 의해 노광된다.
한편, 포토레지스트 재료에 비-수직 각도로 입사되는 노광 광에 의해 각진 구조물들이 노광된다. 예를 들어, 각진 구조물을 노광하려면, 포토레지스트 재료에서의 광의 굴절각이 각진 구조물의 원하는 각도에 있어야 한다. 그러나, 포토레지스트 재료에서 일부 굴절각들을 달성하는 것은 어려울 수 있다. 예를 들어, 광원과 포토레지스트 재료 사이의 매질이 공기일 때, 일부 각진 구조물들을 노광시키는 데 필요한 포토레지스트 재료에서의 굴절각은 스넬의 법칙에 따라 달성 가능하지 않을 수 있다.
한가지 현재의 솔루션은 포토레지스트 재료에서 원하는 굴절각들을 달성하기 위해 침지 포토리소그래피를 사용하는 것이다. 이 솔루션에서, 기판은 적당한 굴절률을 갖는 매질에 침지될 수 있다. 재료는 스넬의 법칙에 따라 포토레지스트 재료에서 설계된 각도들로 굴절되는 광을 투과시키기에 충분히 높은 인덱스를 갖도록 선택된다. 침지된 포토레지스트 재료에서 각진 구조물들을 노광시키기 위해, 로봇 디바이스는 포토레지스트 재료를 원하는 각도들로 노광시키도록 포토레지스트 재료에 대해 광원을 특정 각도들로 이동시킨다. 이 솔루션은 각진 구조물들을 제작하는 데 사용될 수 있지만, 비효율적이고 시간이 많이 걸린다. 실제로, 이러한 기술을 사용하여 광학 엘리먼트들을 제작하는 데에는 몇 시간이 걸릴 수 있다.
본 명세서에는 광학 엘리먼트들을 효율적으로 제작하기 위한 방법들 및 시스템들이 개시되어 있다. 본 명세서에 개시된 방법들 및 시스템들은 현재의 제작 방법들 및 시스템들에 비해 개선들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 방법들 및 시스템들은 위에서 설명된 시스템들보다 더 빠르고 효율적으로 광학 엘리먼트들을 제작할 수 있다.
실시예에서, 제작 시스템은 광원 및 광원에 근접하여 위치되는 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다. 제작 시스템은 광학 컴포넌트에 근접하여 제공되는 기판을 노광시키도록 구성될 수 있다. 그렇게 하기 위해, 제작 시스템은 광원이 광학 컴포넌트를 향해 광을 방출하게 할 수 있다. 광학 컴포넌트는 특정 패턴 및/또는 각도들을 갖는 노광 광으로 포토레지스트 재료를 노광시키기 위해 방출된 광을 조작할 수 있다. 예를 들어, 노광 광은 특정 패턴을 가질 수 있고/있거나, 포토레지스트 재료에서 수직 및/또는 각진 구조물들을 노광시킬 수 있는 각도들로 입사될 수 있다.
실시예에서, 광학 컴포넌트는 광-커플링 재료를 포함하는 컨테이너를 포함할 수 있으며, 이를 통해 방출된 광이 포토레지스트 재료를 노광시키기 위해 이동할 수 있다. 광-커플링 재료는 노광 광이 원하는 굴절각들로 포토레지스트 재료에서 굴절되는 것을 가능하게 하는 굴절률을 갖도록 선택될 수 있다.
광학 시스템은 또한 포토레지스트 재료를 향해 원하는 각도들로 광을 반사시키도록 배열될 수 있는 하나 이상의 미러를 포함할 수 있다. 반사된 광이 광-커플링 재료를 통해 이동하고 있기 때문에, 포토레지스트 재료 상의 입사광은 포토레지스트 재료에서 비스듬히 굴절될 수 있으며, 이에 따라 포토레지스트 재료에서 각진 구조물을 노광시킬 수 있다. 따라서, 광학 컴포넌트의 하나 이상의 미러에서 반사된 광은 포토레지스트 재료에서 각진 구조물들을 노광시킬 수 있다.
실시예에서, 제작 시스템은 광학 컴포넌트에 입사되는 방출된 광의 일부를 선택하기 위해 하나 이상의 개구를 갖는 애퍼처 마스크를 사용할 수 있다. 특히, 애퍼처 마스크는 방출된 광의 일부를 하나 이상의 미러를 향해 지향시킬 수 있으며, 이는 각진 노광 광으로 포토레지스트를 조명하기 위해 방출된 광의 일부를 반사시킬 수 있다. 추가적으로, 애퍼처 마스크는 광의 일부가 광-커플링 재료를 통해 수직 각도로 이동하도록 방출된 광의 일부를 선택할 수 있다. 광의 이 부분은 포토레지스트 재료에 수직 각도로 입사됨으로써, 포토레지스트 재료에서 수직 구조물을 노광시킬 수 있다.
II. 예시적인 광학 엘리먼트들 및 광학 시스템들
도 1a는 예시적인 실시예에 따른 광학 엘리먼트(100)를 예시한다. 본 명세서에 설명된 광학 시스템들 및 제조 방법들은 광학 엘리먼트(100)를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 광학 엘리먼트(100)는 포토레지스트와 같은 폴리머 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 폴리머 재료는 SU-8 폴리머, Kloe K-CL 네거티브 포토레지스트, Dow PHOTOPOSIT 네거티브 포토레지스트 또는 JSR 네거티브 톤 THB 포토레지스트를 포함할 수 있다. 광학 엘리먼트(100)는 다른 폴리머성 광-패턴화 가능 재료들로 형성될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일부 실시예들에서, 광학 엘리먼트(100)는 세장형 구조물(elongate structure)(102)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 광학 엘리먼트(100)는 각진 부분(104)을 포함할 수 있다. 각진 부분(104)은 광학 엘리먼트(100)의 제1 단부 패싯일 수 있다. 광학 엘리먼트(100)는 또한 제2 단부 패싯(106)을 포함할 수 있다. 도 1a는 광학 엘리먼트(100)가 특정 형상을 갖는 것으로 예시하지만, 다른 형상들도 본 명세서에서 가능하고 고려된다.
예시적인 실시예들에서, 광학 엘리먼트(100)는 광을 안내하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광학 엘리먼트(100)는 제2 단부 패싯(106)을 통해 광원으로부터의 광을 커플링하도록 구성될 수 있다. 이러한 광은 전반사를 통해 광학 엘리먼트(100)의 적어도 일부 내에서 안내될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광의 적어도 일부는 각진 부분(104)을 통해 광학 엘리먼트로부터 커플링될 수 있다.
일부 실시예들에서, 광학 엘리먼트(100)의 각진 부분(104)은 금속 코팅과 같은 반사성 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 금속 코팅은 티타늄, 백금, 금, 은, 알루미늄 및/또는 다른 타입의 금속과 같은 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 각진 부분(104)은 유전체 코팅 및/또는 유전체 스택을 포함할 수 있다.
도 1b는 예시적인 실시예에 따라 광을 반사시키는 광학 엘리먼트(100)를 예시한다. 예시적인 실시예에서, 광원(112)은 광 가이드 부분(102) 내로 제2 단부 패싯(106)을 통해 커플링될 수 있는 광을 커플링된 방출 광(114)으로서 방출할 수 있다. 커플링된 방출 광(114)은 제1 단부 패싯(104)을 통해 환경에 아웃 커플링(outcoupling)될 수 있다. 아웃 커플링된 광은 (예를 들어, 반사, 흡수 및/또는 굴절을 통해) 환경 내의 객체들과 상호 작용할 수 있는 투과된 광(116)을 포함할 수 있다.
도 1c는 광학 광 가이드 엘리먼트들을 포함하는 콤팩트한 LIDAR 시스템을 설명할 수 있는 광학 시스템(140)을 예시한다. 이러한 LIDAR 시스템은 주어진 환경 내의 하나 이상의 객체(예를 들어, 위치, 형상 등)에 대한 정보(예를 들어, 포인트 클라우드 데이터)를 제공하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, LIDAR 시스템은 포인트 클라우드 정보, 객체 정보, 매핑 정보 또는 다른 정보를 차량에 제공할 수 있다. 차량은 반-자동화 또는 완전-자동화 차량일 수 있다. 예를 들어, 차량은 자율-주행 자동차, 자율 무인 항공기, 자율 트럭 또는 자율 로봇일 수 있다. 다른 타입들의 차량 및 LIDAR 시스템들도 본 명세서에서 고려된다.
광학 시스템(140)은 도 1a를 참조하여 예시되고 설명된 바와 같은 광학 엘리먼트(100)와 같은 광 가이드들을 포함할 수 있는 다양한 상이한 광학 시스템들 중 하나이다. 예시적인 실시예에서, 광학 엘리먼트(100)는 투명 기판(142)에 커플링될 수 있다. 광학 엘리먼트(100)는 광학 접착제(146)를 통해 추가 투명 기판(144)에 커플링될 수 있다. 추가적으로, 투명 기판(144)은 에폭시 재료(148)를 통해 투명 기판(142)에 커플링될 수 있다.
광학 시스템(140)은 투명 기판(144) 및 하나 이상의 레이저 바(150)를 포함하는 레이저 어셈블리를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 각각의 세장형 구조물에 커플링된다. 에폭시 재료(148)를 사용하는 것과 같이 하나 이상의 레이저 바(150)를 투명 기판(144)에 고정하는 다른 방법들도 본 명세서에서 가능하고 고려된다.
하나 이상의 레이저 바(150)는 원통형 렌즈(152)를 향해 광을 방출하도록 구성될 수 있으며, 이는 방출된 광을 광학 엘리먼트(100) 내로 포커싱, 디포커싱, 지향 및/또는 다른 방식으로 커플링시키는 것을 도울 수 있다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 레이저 바(150)는 제2 단부 패싯(106)을 통해 광학 엘리먼트(100) 내로 커플링될 수 있는 광(156)을 방출할 수 있다. 커플링된 방출 광(156)은 각진 부분(104)을 통해 환경에 아웃 커플링될 수 있다. 아웃 커플링된 광은 투과된 광(158)을 포함할 수 있으며, 이는 (예를 들어, 반사, 흡수 및/또는 굴절을 통해) 환경 내의 객체들과 상호 작용할 수 있다.
광학 시스템(140)은 추가적으로 또는 대안적으로 추가 기판(166)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 제어기(168) 및 적어도 하나의 광 검출기(167)가 추가 기판(166)에 커플링될 수 있다. 또한, 추가 기판(166)은 하나 이상의 광 차폐부(light shield)(164)를 통해 기판(154)에 커플링될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광 차폐부들(164)은 "벌집" 타입의 광학 배플(optical baffle)들 또는 다른 타입의 불투명 재료일 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 광 검출기(167)는 실리콘 광전자 증배관(silicon photomultiplier)(SiPM)들, 애벌런치 광 다이오드(avalanche photodiode)(APD)들, 또는 선형 또는 영역 어레이로 배열될 수 있는 다른 타입의 광 센서들을 포함할 수 있다.
또한, 도 1c는 단일 레이저 바(150), 단일 광학 엘리먼트(100) 및 단일 광 검출기(167)를 예시하지만, 복수의 이러한 엘리먼트들도 본 명세서에서 가능하고 고려된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들은 256개의 레이저 바, 256개의 광학 엘리먼트 및 대응하는 수의 광 검출기를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 광 검출기(167)는 상보적 금속-산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor)(CMOS) 이미지 센서를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 광 검출기(167)는 실리콘 광전자 증배관(SiPM), 선형 모드 애벌런치 광 다이오드(linear mode avalanche photodiode)(LMAPD), PIN 다이오드, 볼로미터(bolometer) 및/또는 광 전도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 타입들의 광 검출기들(및 그 배열들)도 본 명세서에서 가능하고 고려된다는 것이 이해될 것이다.
광학 시스템(140)의 제어기(168)는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 적어도 하나의 프로세서는, 예를 들어, 애플리케이션-특정 집적 회로(application-specific integrated circuit)(ASIC) 또는 필드-프로그래밍 가능 게이트 어레이(field-programmable gate array)(FPGA)를 포함할 수 있다. 소프트웨어 명령어들을 수행하도록 구성되는 다른 타입들의 프로세서들, 컴퓨터들 또는 디바이스들도 본 명세서에서 고려된다. 메모리는 판독 전용 메모리(read-only memory)(ROM), 프로그래밍 판독 전용 메모리(programmable read-only memory)(PROM), 소거 가능한 프로그래밍 가능 판독 전용 메모리(erasable programmable read-only memory)(EPROM), 전기적으로 소거 가능한 프로그래밍 가능 판독 전용 메모리(electrically erasable programmable read-only memory)(EEPROM), 비-휘발성 랜덤 액세스 메모리(예를 들어, 플래시 메모리), 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)(SSD), 하드디스크 드라이브(hard disk drive)(HDD), 콤팩트 디스크(Compact Disc)(CD), 디지털 비디오 디스크(Digital Video Disk)(DVD), 디지털 테이프, 판독/기입(read/write)(R/W) CD들, R/W DVD들 등과 같되, 이에 제한되지 않는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 광학 시스템(140)은 광학 시스템의 환경 내의 객체들을 나타내는 정보를 제공하도록 구성되는 LIDAR 시스템일 수 있다. 이와 같이, 일부 경우들에서, 광학 시스템(140)은 자율-주행 자동차, 자율-주행 트럭, 무인 항공기 및/또는 드론 보트와 같은 차량 상에 배치될 수 있다. 다른 타입들의 차량들도 본 명세서에서 가능하고 고려된다.
III. 광학 엘리먼트들을 제작하기 위한 예시적인 시스템들 및 방법들
a. 광학 엘리먼트들을 제작하기 위한 예시적인 시스템
상기 논의에 따라, 일부 원하는 구조물들은 현재의 포토리소그래피 시스템들을 사용하여 제작하는 것이 어려울 수 있다. 예를 들어, 광원과 포토레지스트 재료 사이의 매질이 공기일 때, 일부 각진 구조물들을 제작하는 것이 불가능할 수 있다. 구체적으로, 스넬의 법칙에 따르면, 각진 구조물들을 노광시키는 데 필요한 포토레지스트 재료에서의 굴절각들은 광원과 포토레지스트 재료 사이의 매질이 공기일 때 달성 가능하지 않을 수 있다.
도 1a를 참조하여 예시되고 설명된 바와 같은 광학 엘리먼트(100)와 같은 광학 엘리먼트들을 제작하기 위한 방법들 및 시스템들이 본 명세서에 개시된다. 특히, 방법들 및 시스템들은 원하는 구조물들(예를 들어, 원하는 각진 및/또는 수직 구조물들)을 포함하는 광학 엘리먼트들을 제작하는 데 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 방법들 및 시스템들은 현재 실제로 사용되는 제작 시스템들보다 더 빠르고 효율적으로 광학 엘리먼트들을 제작할 수 있다.
도 2a는 예시적인 실시예에 따라 광학 엘리먼트들을 제작하기 위한 제작 시스템(200)의 측면도를 예시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 제작 시스템(200)은 광원(202) 및 광학 컴포넌트(204)를 포함할 수 있다. 여기서, 제작 시스템(200)은 광-패턴화 가능 재료(photo-patternable material)에서 원하는 구조물들을 노광시킴으로써 광학 엘리먼트들을 제작하도록 구성될 수 있는 포토리소그래피 시스템일 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 광학 컴포넌트(204)는 광학 컴포넌트(204)에 광학적으로 커플링되는 기판을 오버레이하는 광-패턴화 가능 재료에서 원하는 구조물들을 노광시키기 위해 광원(202)에 의해 방출된 광을 조작하도록 구성될 수 있다.
예로서, 기판(214)은 광학 컴포넌트(204)에 광학적으로 커플링될 수 있다. 기판(214)은 유리 및/또는 다른 투명 재료를 포함할 수 있는 투명 기판일 수 있다. 또한, 기판(214)은 광학 흡수체 재료를 포함할 수 있는 불투명 재료(216)에 커플링될 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 광-패턴화 가능 재료(212)가 기판(214)을 오버레이한다. 광-패턴화 가능 재료(212)는 본 명세서에 설명된 포토레지스트 또는 임의의 다른 광-패턴화 가능 재료(예를 들어, SU-8 폴리머, Kloe K-CL 네거티브 포토레지스트, Dow PHOTOPOSIT 네거티브 포토레지스트 또는 JSR 네거티브 톤 THB 포토레지스트)를 포함할 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 광-패턴화 가능 재료(212)는 포토레지스트를 기판(214) 상에 퇴적한 다음 포토레지스트를 베이킹함으로써 준비될 수 있다.
실시예에서, 광원(202)은 광-패턴화 가능 재료(212)의 노광에 사용되는 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 광원(202)은 하나 이상의 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광원(202)은 가시광 및/또는 자외선(UV) 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 또한, 광원(202)은 광원(202)이 시준되거나 또는 실질적으로 시준된 광을 방출할 수 있게 하는 하나 이상의 컴포넌트(예를 들어, 시준기)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광은 이방성 시준(anisotropic collimation)을 사용하여 시준될 수 있다.
일부 실시예들에서, 광원(202)은 기판-레지스트 인터페이스로부터 및 기판(214)의 후면으로부터 반사들을 감소시키기 위해 p-편광된 광을 방출할 수 있다. 따라서, 광원(202)은 광원(202)이 p-편광된 광을 방출할 수 있게 하는 편광판(예를 들어, 편광 필터)을 포함할 수 있다. 추가적으로 및/또는 대안적으로, 광원(202)은 통합 타이머를 포함할 수 있으며, 이는 제작 시스템(200)이 노광 시간을 제어하도록 허용할 수 있다. 예시적인 구현에서, 광원(202)은 500W UV 램프 소스일 수 있다. 다른 예시적인 구현에서, 광원(202)은 500W 시준된 UV 램프 소스일 수 있다.
실시예에서, 광학 컴포넌트(204)는 광-패턴화 가능 재료(212)를 노광시키기 위해 방출된 광을 조작하도록 구성될 수 있다. 방출된 광을 조작하기 위해, 광학 컴포넌트(204)는 광원(202)에 근접하여 위치되고 이에 광학적으로 커플링될 수 있다. 구현에서, 광학 컴포넌트(204)는 광원(202) 아래에 위치될 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 광학 컴포넌트(204)는 컨테이너(218)를 포함할 수 있다. 컨테이너(218)는 알루미늄 및/또는 다른 타입들의 금속과 같은 하나 이상의 재료로 이루어질 수 있다. 컨테이너(218)의 한 표면의 일부는 투명할 수 있으므로, 방출된 광이 컨테이너(218)에 입사될 수 있다. 컨테이너의 다른 표면의 일부 또한 광이 컨테이너(218)에서 출사되어 광-패턴화 가능 재료(212)를 노광시키도록 투명할 수 있다. 예를 들어, 컨테이너(218)의 상부 표면(224) 및 바닥 표면(226)의 일부들은 광이 컨테이너(218)에 입사/출사되도록 투명할 수 있다. 특히, 투명한 부분들은 소정 타입의 방출된 광에 대해 투명할 수 있다. 예를 들어, 방출된 광이 UV 광일 때, 투명한 부분들은 UV 광에 대해 투명할 수 있다. 투명한 부분들의 예시적인 재료들은 유리 및/또는 방출된 광에 대해 투명한 임의의 다른 재료를 포함할 수 있다.
도 2a에 또한 도시된 바와 같이, 광학 컴포넌트(204)는 컨테이너(218)의 내부에 배열되는 미러들(206a, 206b)을 포함할 수 있다. 미러들(206a, 206b)은 광학 컴포넌트(204)에 입사되는 방출된 광의 적어도 일부를 반사시키도록 배열될 수 있다. 미러들(206a, 206b)은 각각 각진 노광 광으로 광-패턴화 가능 재료(212)를 노광시키기 위해 광-패턴화 가능 재료(212)를 향해 방출된 광의 일부를 비스듬히 반사시킬 수 있다. 반사된 광이 광-패턴화 가능 재료(212)를 노광시킬 수 있는 특정 각도는 미러들(206a, 206b)이 배열될 수 있는 배향 각도들(θa, θb)에 의존할 수 있다. 이와 같이, 미러 배향 각도들(θa, θb)은 광-패턴화 가능 재료(212)를 노광시키는 원하는 노광 각도에 기초하여 결정될 수 있다.
예들 내에서, 미러들(206a, 206a)은 표면 미러들, 오목 미러들, 볼록 미러들, 프리즘들 및/또는 회절 미러들일 수 있다. 일부 예들에서, 미러들(206a, 206b)은 동일한 미러들일 수 있다. 또한, 미러들(206a, 206b)은 광학 컴포넌트(204)의 표면에 견고하게 커플링될 수 있고, 따라서 각도들(θa, θb)이 고정될 수 있다. 대안적으로, 커플링 컴포넌트들(220a, 220b)은 미러 배향 각도들(θa, θb)을 조정하기 위해 조정될 수 있도록 조정 가능할 수 있다. 예들 내에서, 조정 가능한 커플링 컴포넌트들(220a, 220b)은 수동으로 조정될 수 있고/있거나, 자동으로 조정될 수 있는 모터식 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
추가적으로, 컨테이너(218) 또는 그 일부는 광-커플링 재료(208)로 채워질 수 있다. 광-커플링 재료(208)는 컨테이너(218)의 내부의 적어도 일부를 채우는 고체(예를 들어, 투명 아크릴 및 경화 실리콘 또는 에폭시), 액체, 접착제, 또는 겔(gel)일 수 있다. 예에서, 광-커플링 재료(208)는 굴절 후에 포토레지스트에서 원하는 각도를 갖는 광선들의 투과를 지지하기에 충분한 굴절률을 갖는 임의의 재료일 수 있다. 예를 들어, 광-커플링 재료(208)는 다른 예들 중에서도 정제수(굴절률 ~ 1.33), 글리콜(굴절률 ~ 1.43) 및 글리세롤(굴절률 ~ 1.47)일 수 있다.
실시예에서, 제작 시스템(200)은 또한 방출된 광의 일부를 선택하는 데 사용될 수 있는 애퍼처 마스크(210)를 포함할 수 있다. 구현에서, 애퍼처 마스크(210)는 방출된 광이 광학 컴포넌트(204)에 입사되는 표면에 광학적으로 커플링될 수 있다. 이 구현에서, 애퍼처 마스크(210)는 광학 컴포넌트(204)에 입사되는 광의 일부를 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 애퍼처 마스크(210)는 4개의 개구(222a, 222b, 222c, 222d)를 포함할 수 있으며, 이를 통해 방출된 광의 일부들이 광학 컴포넌트(204)에 입사될 수 있다.
실시예에서, 애퍼처 마스크(210)의 개구들 각각은 광-패턴화 가능 재료(212)에서의 노광을 위한 각각의 원하는 피처에 대응할 수 있다. 애퍼처 마스크(210)는 광이 마스크의 개구들을 선택적으로 통과하게 함으로써 상이한 각도들의 노광 광의 대략적인 필드들을 정의하는 데 사용될 수 있다. 각각의 개구는 광의 각각의 부분이 통과하는 것을 허용할 수 있고, 그 후 광-패턴화 가능 재료(212)에서 특정 피처를 노광시키기 위해 (직접적으로 또는 간접적으로) 사용될 수 있다.
예를 들어, 애퍼처 마스크(210)는 4개의 개구를 포함할 수 있고, 따라서 광-패턴화 가능 재료(212)에서 4개의 원하는 피처를 노광시키는 데 사용될 수 있다. 도 2a에서, 4개의 피처는 2개의 수직 입사 영역, +45도의 각진 영역 및 -45도의 각진 영역일 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 수직 입사 영역들은 광-패턴화 가능 재료(212)에 수직인 노광 광에 의해 노광될 수 있고, 각진 영역들은 광-패턴화 가능 재료(212)에 대해 비-수직 각도를 갖는 노광 광에 의해 노광될 수 있다. 따라서, 각진 구조물들의 영역들에 대응하는 개구들은 개구들을 통과하는 광이 광-패턴화 가능 재료(212)를 향해 비스듬히 반사되게 하기 위해 컨테이너(218) 내의 하나 이상의 미러를 향해 지향되도록 위치 결정될 수 있다.
제작 시스템(200)은 또한 포토마스크(228)를 포함할 수 있다. 도 2a에 예시된 바와 같이, 실시예에서, 포토마스크(228)는 기판(214) 근처에 위치될 수 있고, 아마도 광-패턴화 가능 재료(212) 위에 배치될 수 있다. 실시예에서, 포토마스크(228)는 광-패턴화 가능 재료(212)에서 개별 광 가이드 구조물들을 정의하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 포토마스크(228)는 노광 광이 비치는 것을 허용하는 개구들 또는 투명성(transparency)들의 패턴을 포함할 수 있다. 실시예에서, 패턴은 기판(214) 상의 광 가이드 구조물들의 원하는 배열에 대응할 수 있다. 즉, 포토마스크(228)는 수직 구조물들 및/또는 각진 구조물들에 대응하는 개구들을 포함할 수 있다. 기판(214)이 광에 노광될 때, 수직 구조물에 대응하는 개구를 통해 비치는 광은 광-패턴화 가능 재료(212)에서 수직 구조물을 생성하고, 각진 구조물에 대응하는 개구를 통해 비치는 광은 광-패턴화 가능 재료(212)에서 각진 구조물을 생성할 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 미러들(220a, 220b)로부터 반사되는 광은 각진 구조물들에 대응하는 포토마스크(228)의 개구들을 통해 비칠 수 있다.
또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 광-커플링 재료(230)가 컨테이너의 바닥 표면(226)과 포토마스크(228) 사이에 배치될 수 있다. 구현에서, 광-커플링 재료(230)는 기판(214)의 상부 상에 주입되는 순수한 물일 수 있다. 광-커플링 재료(230)는 바닥 표면(226)을 통해 비치는 광이 다시 반사되는 것과는 반대로 광-패턴화 가능 재료(212)에 커플링되도록 할 수 있다. 예들 내에서, 제작 시스템(200)은 아마도 광-패턴화 가능 재료(212)와 기판(214) 사이 및/또는 기판(214)과 불투명 재료(216) 사이에 다른 광-커플링 재료들을 포함할 수 있다.
도 2b는 예시적인 실시예에 따른 애퍼처 마스크(210)의 평면도를 예시한다. 애퍼처 마스크(210)는 광이 통과하도록 허용하는 투명 피처들 및 불투명 피처들을 포함할 수 있다. 불투명 피처들과 투명 피처들의 조합은 개구들(222a, 222b, 222c 및 222d)을 포함하여 애퍼처 마스크(210)의 다양한 개구들을 정의할 수 있다. 예에서, 개구들(222a, 222d)은 각진 구조물들에 대응할 수 있고, 개구들(222c, 222d)은 수직 구조물들에 대응할 수 있다.
도 2c 및 도 2d는 예시적인 실시예들에 따른 광학 컴포넌트(204)의 평면도 및 저면도를 각각 예시한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 광학 컴포넌트(204)의 상부 표면(224)은 방출된 광이 광학 컴포넌트(204)에 입사될 수 있는 투명한 부분을 포함할 수 있다. 광학 컴포넌트(204)에 입사되는 광의 적어도 일부는 광학 컴포넌트(204)의 바닥 표면(226)의 투명한 부분을 향해 미러(206a)에서 반사될 수 있다.
도 2a, 도 2c 및 2d에 제공된 예시적인 제작 시스템 및 본 명세서에 첨부된 설명은 단지 예시의 목적들을 위한 것이며, 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 예로서, 광학 컴포넌트(204)는 또한 미광을 제거하기 위한 구조물들 및/또는 디바이스들을 포함할 수 있다. 구조물들은 미광(예를 들어, 광학 컴포넌트(204) 내로 다시 반사되는 광)을 제거하기 위해 광학 컴포넌트(204)에 배열되는 어두운 배플들일 수 있다. 다른 예로서, 컨테이너(218)의 외부는 컨테이너(218)로부터 광-커플링 재료(208)를 채우고 이를 배출하기 위한 배관 피팅(plumbing fitting)들을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 컨테이너(218)의 외부는 기포들을 제거하기 위한 컴포넌트들을 위한 피팅들을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 미러들(206a, 206b)에서 반사된 광의 방향성(directivity)을 향상시키기 위해 미러들(206a, 206b) 각각의 적어도 일부가 마스킹될 수 있다.
다른 실시예들에서, 제작 시스템(200)은 또한 기판(214)을 광학 컴포넌트(204) 및/또는 광원(202)에 정렬하기 위한 기계적 및/또는 광학적 피처들을 포함할 수 있다. 예에서, 제작 시스템(200)은 기판(214)을 정렬하는 데 사용될 수 있는 스테이지들, 고정물들, 광학 디바이스들(예를 들어, 확대 디바이스들) 및/또는 이미지 캡처 디바이스들(예를 들어, 카메라들)을 포함할 수 있다. 구현에서, 제작 시스템(200)은 출사 표면(예를 들어, 바닥 표면(226))과 기판(214) 사이의 갭을 채우는 광-커플링 재료를 사용하여 기판(214)을 출사 표면과 접촉시키는 데 사용될 수 있는 선형 스테이지를 포함할 수 있다. 추가적으로, 출사 표면은 기판(214)을 정렬하는 데 사용될 수 있는 기준(fiducial)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 면내 및 회전 정렬은 애퍼처-마스크(210) 상의 피처들과 출사 표면 상의 기준들을 정렬함으로써 달성될 수 있다. 구현에서는, 박스 상의 마크들과 함께 포토마스크(228) 상의 마크들을 보는 디지털 카메라들로 두 쌍의 피처가 동시에 관찰될 수 있다.
b. 광학 엘리먼트들을 제작하기 위한 예시적인 방법
도 3a는 예시적인 실시예에 따른 광학 엘리먼트를 제작 또는 제조하는 방법(300)을 예시한다. 실시예에서, 방법(300)은 도 1a를 참조하여 예시되고 설명된 바와 같은 광학 엘리먼트(100)를 제공하기 위해 도 2a 내지 도 2d에 설명된 제작 시스템(200)을 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 도 3a는 도 4와 관련하여 예시되고 설명된 바와 같은 방법(400)과 관련하여 설명된 블록들 또는 단계들 중 적어도 일부에 대한 예시적인 예시로서 역할을 할 수 있다.
실시예에서, 방법(300)은 수직 구조물들 및/또는 각진 구조물들과 같이 제작 할 원하는 구조물들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로, 방법(300)은 원하는 구조물들의 파라미터들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법(300)은 원하는 구조물들의 치수들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로, 원하는 각진 구조물들에 대해, 방법(300)은 원하는 경사 각도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 원하는 경사 각도는 ±45도일 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 각진 구조물들의 원하는 경사 각도는 미러 배향 각도들을 결정할 수 있다. 따라서, 방법(300)은 또한 스넬의 법칙을 사용하여 결정될 수 있는 미러 배향 각도들(θa, θb)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 스넬의 법칙은 입사각과 굴절각의 사인 비율이 굴절률들의 비율의 역수와 동일하다는 것에서 시작되며, 이는 다음과 같은 공식으로 표현된다.
(1)
Figure pct00001
광-패턴화 가능 재료(212)에서의 원하는 굴절각(θ2), 광-커플링 재료(208)의 굴절률(n1), 및 광-패턴화 가능 재료(212)의 굴절률(n2)은 알려져 있으며, 원하는 입사각을 계산하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 입사각은 수직 입사로부터 15도 내지 45도(포함형)의 각도 범위 내에 있을 수 있다. 다른 각도들도 가능하고, 동적으로 변화하는 입사각들도 가능하다는 것이 이해될 것이다.
입사각에 기초하여, 미러 배향 각도들(θa, θb)이 계산될 수 있다. 특히, 각도들(θa, θb)은 미러들(206a, 206b)에 의해 반사된 광이 광-패턴화 가능 재료(212) 상에 원하는 입사각으로 입사될 수 있도록 계산될 수 있다. 각도들(θa, θb)이 계산되면, 방법(300)은 또한 미러들(206a, 206b)이 각도들(θa, θb)에 위치 결정되도록 조정 가능한 커플링 컴포넌트들(220a, 220b)을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
방법(300)은 또한 광-패턴화 가능 재료(212)로 오버레이되는 기판(214)을 포함하는 웨이퍼를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 기판(214)을 제공하는 단계는 기판(214) 상에 포토레지스트를 퇴적한 후 포토레지스트를 베이킹함으로써 광-패턴화 가능 재료(212)를 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로, 웨이퍼를 제공하는 단계는 광-커플링 재료(230)를 웨이퍼 상에 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로, 웨이퍼를 제공하는 단계는 웨이퍼를 광학 컴포넌트(204)와 정렬하는 단계를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 웨이퍼를 정렬하는 단계는 출사 표면(226) 상의 기준들을 포토마스크(228) 상의 피처들과 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
방법(300)은 또한 광원(202)이 광학 컴포넌트(204)를 향해 지향되는 광을 방출하게 하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원(202)은 광학 컴포넌트(204)의 상부 표면(224) 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 조명 강도에 의해 광학 컴포넌트(204)를 향해 광을 방출할 수 있다. 광원(202)이 광학 컴포넌트(204) 위에 위치되지 않는 예시적인 시스템들에서, 광원(202)으로부터의 광은 하나 이상의 광학 엘리먼트(예를 들어, 미러, 광 가이드 등)를 통해 광학 컴포넌트(204)를 향해 재지향될 수 있다.
구현에서, 방출된 광은 상부 표면에 수직이거나 실질적으로 수직인 광으로 상부 표면을 조명할 수 있는 p-편광된 고도로 시준된 광일 수 있다. 도 3a에서, 방출된 광은 광선들(302a, 304a, 306a, 308a)과 같은 광선들에 의해 표현된다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 광선들(302a, 304a, 306a, 308a)은 광학 컴포넌트(204)의 상부 표면(224)에 수직이거나 실질적으로 수직일 수 있다.
방출된 광은 상부 표면(224)의 투명한 부분을 통해 광학 컴포넌트(204)에 입사될 수 있다. 이 예에서, 애퍼처 마스크(210)는 상부 표면(224)에 커플링될 수 있다. 따라서, 애퍼처 마스크(210)는 방출된 광의 일부가 광학 컴포넌트(204)에 입사되도록 선택적으로 허용할 수 있다. 예를 들어, 애퍼처 마스크(210)는 방출된 광의 특정 부분들이 개구들(222a-222d)을 통해 입사되도록 허용할 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 광(308a)은 개구(222a)를 통해 입사될 수 있고, 광(306a)은 개구(222b)를 통해 입사될 수 있고, 광(302a)은 개구(222c)를 통해 입사될 수 있고, 광(304a)은 개구(222d)를 통해 입사될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 개구들(222a-222d) 각각은 광-패턴화 가능 재료(212)에서의 노광을 위해 각각의 원하는 구조물에 대응할 수 있다. 따라서, 각각의 개구를 통과하는 각각의 광은 개구에 대응하는 각각의 원하는 구조물에 대응할 수 있다. 예를 들어, 개구들(222b 및 222c)은 광-패턴화 가능 재료(212)에서 제작하기 위한 수직 구조물에 대응할 수 있다. 따라서, 개구들(222b, 222c)을 통과하는 광의 일부들은 광-패턴화 가능 재료(212)에서 수직 구조물을 노광시킬 수 있다.
예시를 위해, 개구(222b)를 고려하도록 한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 광(306a)은 개구(222b)를 통과하여 광학 컴포넌트(204)에 입사될 수 있다. 광(306a)은 광-커플링 재료(208)를 통과할 수 있고, 광(306b)으로서 바닥 표면(226)을 통해 광학 컴포넌트(204)에서 출사될 수 있다. 광(306b)은 바닥 또는 출사 표면(226)에서 출사되도록 광-커플링 재료(230)를 통해 커플링될 수 있다. 광(306b)은 포토마스크(228)의 개구들을 통해 수직으로 통과할 수 있다. 광(306b)은 광-패턴화 가능 재료(212)에 수직이거나 실질적으로 수직일 수 있다. 따라서, 광(306b)에 의해 노광된 피처(316)는 광-패턴화 가능 재료(212)의 수직 또는 실질적으로 수직 영역이다.
유사하게, 광(302a)은 개구(222c)를 통과하여 광-패턴화 가능 재료(212)의 수직 또는 실질적으로 수직 영역(310)을 노광시킬 수 있다. 피처(310)를 노광시키는 광은 광(302b)으로서 도 3a에 도시되어 있다. 예들 내에서, 피처들(310 및 316)의 치수들은 다른 팩터들 중에서도 노광 시간, 램프의 전력 및/또는 개구들(222b, 222c)의 치수들을 포함하는 여러 팩터들에 의존할 수 있다.
한편, 개구들(222a 및 222d)은 광-패턴화 가능 재료(212)에서의 노광을 위해 각진 구조물들에 대응할 수 있다. 따라서, 개구들(222a, 222d)을 통과하는 광은 광-패턴화 가능 재료(212)에서 각진 구조물들을 노광시킬 수 있다.
이를 예시하기 위해, 개구(222a)를 고려하도록 한다. 광(308a)은 개구(222a)를 통과하여 광학 컴포넌트(204)에 입사될 수 있다. 광(308a)은 광-커플링 재료(208)를 통해 이동하여 광(308b)으로서 미러(206a)를 조명할 수 있다. 광(308b)의 일부(308c)가 미러(206a)에서 반사될 수 있다. 반사된 광(308c)은 광(308d)으로서 광학 컴포넌트(204)에서 출사되기 전에 광-커플링 재료(208)를 통해 이동할 수 있다. 특히, 광(308d)은 광-커플링 재료(230) 내로 커플링됨으로써 광학 컴포넌트(204)에서 출사될 수 있다. 그 후, 광(308d)은 광-패턴화 가능 재료(212)를 조명하기 위해 포토마스크(228)를 통해 비칠 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 광(308d)은 광-패턴화 가능 재료(212)의 일부를 비스듬히 조명할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 입사각은 원하는 구조물의 원하는 경사 각도에 기초하여 계산될 수 있다. 따라서, 광(308d)은 광-패턴화 가능 재료(212)에서 원하는 굴절각으로 굴절될 수 있다. 광-패턴화 가능 재료(212)에서 굴절된 광은 광-패턴화 가능 재료(212)의 각진 영역(312)을 노광시킬 수 있다. 각진 영역의 경사 각도는 원하는 경사 각도 또는 실질적으로 원하는 경사 각도일 수 있다.
유사하게, 광(304a)은 개구(222c)를 통과하여 광-패턴화 가능 재료(212)의 각진 영역(314)을 노광시킬 수 있다. 특히, 광(304a)의 일부(304b)가 미러(206b)에 입사될 수 있고, 광(304b)의 일부(304c)가 미러(206b)에서 반사될 수 있다. 광(304c)의 일부(304d)는 광-패턴화 가능 재료(212)를 계산된 입사각으로 조명하도록 포토마스크(228)를 통해 비칠 수 있고, 이에 따라 각진 영역(314)을 노광시킬 수 있다. 예들 내에서, 피처들(312 및 314)의 치수들은 다른 팩터들 중에서도 노광 시간, 램프의 전력 및/또는 개구들(222a, 222c)의 치수들을 포함하는 여러 팩터들에 의존할 수 있다.
도 3b는 예시적인 실시예에 따른 방법(300)의 사시도를 예시한다. 특히, 방법(300)은 웨이퍼(320) 상에서 하나 이상의 다이를 노광시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법(300)은 웨이퍼(320) 상에서 2개의 다이를 노광시키는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 수직 구조물들 및 각진 구조물들이 각각의 다이 상에 노광될 수 있다. 실시예에서, 하나의 다이는 수직 구조물들 및 제1 각도(예를 들어, +45도)의 각진 구조물들을 포함할 수 있고, 다른 다이는 수직 구조물들 및 제2 각도(예를 들어, -45도)의 각진 구조물들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 방법(300)은 2개 영역의 수직 구조물들 및 2개 영역의 각진 구조물들을 갖는 단일 다이를 노광시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 방출된 광(308a, 306a, 304a 및 302a)이 광학 컴포넌트(204)에 입사될 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 광(306a, 302a)의 일부들은 광학 컴포넌트(204)를 통해 수직으로 이동할 수 있고, 웨이퍼(320)를 웨이퍼에 대해 수직 각도로 노광시킴으로써, 웨이퍼(320)의 양쪽 다이에서 수직 구조물들을 노광시킬 수 있다. 그리고, 광(308a, 304a)은 웨이퍼(320)를 웨이퍼(320)에 대해 비-수직 각도들로 노광시키기 위해 각각 미러들(206a, 206b)에서 반사됨으로써, 웨이퍼(320)의 양쪽 다이에서 각진 구조물들을 노광시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 광(308a) 및 광(304a)은 90도만큼 오프셋된 각도들로 웨이퍼(320)를 노광시키기 때문에, 각각의 각진 구조물들의 경사 각도들도 90도만큼 오프셋될 수 있다. 예를 들어, 하나의 다이는 웨이퍼(320)의 표면에 대해 +45도의 경사 각도를 갖는 각진 구조물들을 포함할 수 있고, 다른 다이는 웨이퍼(320)의 표면에 대해 -45도의 경사 각도를 갖는 각진 구조물들을 포함할 수 있다. 다른 각도들도 가능하다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 미러들(206a 및 206b)에서 반사된 광은 중첩될 수 있다. 웨이퍼(320)를 노광시킬 때 광이 중첩되서 들쭉날쭉한 구조물들을 생성하는 것을 방지하기 위해, 광학 컴포넌트(204)는 웨이퍼(320)의 중심 아래로 그림자를 드리우는 광학 컴포넌트(204)의 중심에 가까이 위치 결정되는 바를 포함할 수 있다. 웨이퍼(320)의 중심 아래로 그림자를 드리우는 것은 웨이퍼(320) 상의 영역이 2개의 상이한 비-수직 각도에 의해 노광되는 것을 방지하는 데 도움이 된다.
도 3c는 광-패턴화 가능 재료(212)의 현상 시의 단면 프로파일을 예시하는 블록(340)을 예시한다. 특히, 피처들(310, 312, 314, 316)의 노광 및 광-패턴화 가능 재료(212)의 현상 후에, 피처들(310, 312, 314, 316)은 기판(214)의 표면들을 드러내기 위해 제거될 수 있다. 또한, 레지스트 현상 후에 레지스트 피처들(242)이 남아있을 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 방법(400)을 예시한다. 방법(400)은 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 예시되고 설명된 제조 단계들 또는 블록들의 일부 또는 전부에 의해 적어도 부분적으로 수행될 수 있다. 방법(400)은 본 명세서에 명시적으로 개시된 것들보다 더 적거나 더 많은 단계들 또는 블록들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 방법(400)의 각각의 단계들 또는 블록들은 임의의 순서로 수행될 수 있고, 각각의 단계 또는 블록은 1회 이상 수행될 수 있다.
블록(402)은 광-커플링 재료(예를 들어, 액체 또는 겔)가 그 사이에 배치되는 광학 컴포넌트의 한쪽 단부 근처에 기판을 배치하는 단계를 포함하며, 여기서 포토레지스트 재료가 기판의 상부 표면의 적어도 일부를 오버레이하고, 광학 컴포넌트는 (i) 광-커플링 재료를 포함하는 컨테이너, 및 (ii) 미러를 포함한다.
블록(404)은 광원이 광학 컴포넌트 내로 광을 방출하게 하는 단계를 포함하며, 여기서 미러는 포토레지스트 재료를 원하는 각도로 조명하기 위해 광의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 포토레지스트 재료에서 각진 구조물의 적어도 일부를 노광시킨다. 예시적인 실시예들에서, 광원은 시준 렌즈에 광학적으로 커플링될 수 있다. 또한, 광원은 자외선(UV) 광원일 수 있다. 또한, 광원은 포토리소그래피 스테퍼 또는 접촉 리소그래피 시스템의 일부일 수 있다. 다른 타입들의 포토리소그래피 시스템들도 고려되고 가능하다.
추가적으로, 방법(400)은 광학 컴포넌트의 표면 상에 애퍼처 마스크를 오버레이하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 애퍼처-마스크는 하나 이상의 개구를 포함하고, 각각의 개구는 포토레지스트 재료에서의 각각의 원하는 구조물에 대응한다.
추가적으로, 방법(400)은 기판의 표면 근처에 포토마스크를 오버레이하는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 포토마스크는 기판의 상부 표면을 덮는 포토레지스트 재료 위에 위치 결정될 수 있다. 실시예에서, 포토마스크는 포토레지스트 재료에서 원하는 광 가이드 구조물들을 정의하는 데 사용될 수 있다.
추가적으로, 방법(400)은 기판 상에 포토레지스트 재료의 세장형 부분(elongate portion)을 유지하기 위해 포토레지스트 재료를 현상하는 단계를 포함할 수 있으며, 세장형 부분의 제1 단부는 각진 구조물을 포함하고, 각진 구조물은 기판의 상부 표면에 대해 비스듬히 경사진다.
추가적으로, 방법(400)은 기판의 상부 표면이 컨테이너의 바닥 표면을 향하도록 광-커플링 재료에 기판을 침지하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 배스(bath)는 물 또는 다른 타입의 유체와 같은 액체를 포함할 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 광원이 포토레지스트 재료를 조명하게 하는 단계는 광원이 액체의 적어도 일부를 통해 포토레지스트 재료를 조명하게 하는 단계를 포함할 수 있다. 다양한 상이한 침지 리소그래피 기술들이 본 개시내용의 맥락 내에서 가능하다는 것이 이해될 것이다. 모든 다른 이러한 침지 리소그래피 기술들도 본 명세서에서 고려된다.
본 명세서의 실시예들은 대면적 노광(large area exposure)에 의한 포토리소그래피와 관련하여 설명되었지만, 본 명세서의 광학 엘리먼트들, 각진 부분들 및 다른 구조물들의 정의는 다른 기술 중에서도 레이저 직접 기록 및/또는 전자 빔 리소그래피와 같은 직접 기록 리소그래피(direct write lithography) 기술들을 사용하여 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 모든 이러한 다른 기술들도 본 명세서에서 가능하고 고려된다.
c. 추가적인 실시예들
도 5a 내지 도 5e는 예시적인 실시예들에 따른 광학 엘리먼트들을 제작하기 위한 제작 시스템들의 추가적인 예시적인 실시예들을 예시한다. 특히, 각각의 실시예는 수직 및/또는 각진 구조물들을 포함하는 광학 엘리먼트들을 제작하도록 구성될 수 있다.
도 5a는 예시적인 실시예에 따른 제작 시스템(500)을 예시한다. 제작 시스템(500)은 광원(502), 광학 컴포넌트(504) 및 기판(512)을 포함할 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(512)은 포토마스크(520)를 포함할 수 있다. 포토마스크(520)는 기판(512) 상에 직접 제작되는 포토마스크(예를 들어, 크롬 포토마스크(chrome photomask))일 수 있다. 광-패턴화 가능 재료(514)는 기판(512)의 상부 표면 상에 퇴적될 수 있다. 추가적으로, 광-커플링 재료(524)가 기판(512)과 광학 컴포넌트(504)의 출사 표면 사이에 배치될 수 있다. 광학 컴포넌트(504)는 광-커플링 재료(544) 및 미러들(506a, 506b)을 포함하는 컨테이너를 포함할 수 있다. 추가적으로, 제작 시스템(500)은 광원(502)에 근접한 광학 컴포넌트(504)의 표면 근처에 배치되는 애퍼처 마스크(518)를 포함할 수 있다.
이 실시예에서, 원하는 광 가이드 구조물들을 제작하기 위해, 기판(512)은 그것의 후면(즉, 광-패턴화 가능 재료(514)가 오버레이되는 표면과 반대되는 표면)을 통해 노광될 수 있다. 특히, 광원(502)은 애퍼처 마스크(518)를 통과하는 광을 방출할 수 있다. 애퍼처 마스크(518)는 광이 마스크의 개구들을 통과하도록 선택적으로 허용함으로써 광의 상이한 각도들의 근사 필드들을 정의할 수 있다. 특히, 일부 광은 광-커플링 재료(544)를 비스듬히 통해 이동하기 위해 미러들(506a, 506b)에서 반사될 수 있고, 다른 광은 광-커플링 재료(544)를 통해 수직으로 이동할 수 있다.
각진 광과 수직 광은 모두 광학 컴포넌트(504)의 출사 표면을 통해 출사되어 기판(512)의 후면을 통해 기판(512)에 입사될 수 있다. 광은 기판(512)을 통해 이동하여 기판(512)의 상부 표면(즉, 광-패턴화 가능 재료(514)가 오버레이되는 표면)을 통해 출사될 수 있다. 포토마스크(520)는 광이 기판(512)에서 출사되도록 선택적으로 허용할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 포토마스크(520)의 개구들은 수직 구조물들 또는 각진 구조물들에 대응할 수 있다. 따라서, 포토마스크(520)를 통해 비치는 광은 광-패턴화 가능 재료(514)에서 광 가이드 구조물들을 노광시킬 수 있다.
도 5b는 예시적인 실시예에 따른 광학 엘리먼트들을 제작하기 위한 제작 시스템(530)을 예시한다. 이 실시예에서, 기판(512)은 광-커플링 재료(544)에 침지된다. 예들 내에서, 광학 컴포넌트(504)는 기판(512)을 침지시키기 위한 하나 이상의 기계적 컴포넌트를 포함할 수 있다. 또한, 기판은 기판(512)의 상부 표면이 광학 엘리먼트의 광 입사 표면(즉, 그 근처에 애퍼처 마스크(518)가 배치되는 표면)을 향하도록 침지된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 포토마스크(516)가 광-패턴화 가능 재료(514)에 근접하여 배치될 수 있다. 추가적으로, 불투명 재료(519)가 기판(512)의 후면에 배치될 수 있다.
이 실시예에서, 광-패턴화 가능 재료(514)는 광원(502)으로부터 방출된 광에 의해 노광될 수 있다. 특히, 방출된 광은 일부 광은 광-커플링 재료(544)를 통해 수직으로 이동하게 지향시키고 다른 광은 미러들(506a, 506b)에서 반사되어 비스듬히 이동하게 지향시키는 것에 의해 노광 광의 각도들을 대략 정의하는 애퍼처 마스크(518)를 통과함으로써 광학 컴포넌트(504)에 입사될 수 있다. 그 다음, 노광 광은 광-패턴화 가능 재료(514)에서의 개별 광 가이드 구조물들을 정의하는 포토마스크(516)의 개구들을 통해 비침으로써 광-패턴화 가능 재료(514)를 노광시킬 수 있다.
도 5c는 예시적인 실시예에 따른 광학 엘리먼트들을 제작하기 위한 제작 시스템(571)을 예시한다. 도 5b의 실시예와 같이, 광원(502)은 광학 컴포넌트(504) 아래에 배치된다. 그러나, 여기서, 기판(512)은 광-커플링 유체(544)에 침지되는 것과는 반대로 광학 컴포넌트(504) 위에 배치된다. 실시예에서, 기판(512)은 광-커플링 재료(예를 들어, 순수한 물)로 채워진 제2 컨테이너에 배치될 수 있다. 제2 컨테이너는 광학 컴포넌트(504)의 컨테이너 위에 배치될 수 있다. 또한, 애퍼처 마스크(518)는 광학 컴포넌트(504)의 광 입사 표면에 또는 그 근처에 배치될 수 있다. 이 실시예는 광학 컴포넌트(504)에 어떠한 불순물들도 도입하지 않고 제작 시스템을 사용하는 것을 용이하게 할 수 있다.
도 5d는 예시적인 실시예들에 따른 제작 시스템(571)의 상이한 뷰들을 예시한다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 제작 시스템(571)은 광학 컴포넌트(504)의 컨테이너 위에 배열되는 제2 컨테이너(582)를 포함할 수 있다. 제2 컨테이너(582)는 상부 측으로부터 개방될 수 있다. 반대 측은 광학 컴포넌트(504) 바로 위에 배치될 수 있다. 또한, 이 실시예에서, 기판(512)은 광학 컴포넌트(504)의 광 출사 표면 위에 배치될 수 있다. 또한, 구현에서, 애퍼처 마스크(518)는 광학 컴포넌트(504)의 출사 표면으로서 역할을 할 수 있다.
도 5e는 예시적인 실시예에 따른 제작 시스템(560)을 예시한다. 실시예에서, 제작 시스템(560)은 단일 웨이퍼 상에서 다중 다이를 노광시키도록 구성될 수 있다. 예에서, 제작 시스템(560)은 200mm 기판 상에 2개의 다이를 동시에 노광시키도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 제작 시스템(560)은 200mm 기판 상에 4개의 다이를 동시에 노광시키도록 구성될 수 있다.
도 5e에 도시된 바와 같이, 제작 시스템(560)은 애퍼처 마스크(578), 및 (i) 광-커플링 재료(예시 생략) 및 (ii) 4개의 미러(570, 572, 574, 576)를 포함하는 광학 엘리먼트를 포함할 수 있다. 예에서, 제작 시스템(560)은 웨이퍼(562) 상의 4개의 다이 각각에서 수직 구조물들 및 각진 구조물들을 노광시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 애퍼처 마스크(578)는 각각의 다이 상의 수직 구조물들 및 각진 구조물들에 대한 각각의 개구를 포함할 수 있다. 즉, 각각의 다이는 웨이퍼(562)에 수직인 노광 광에 의해 노광될 수 있다. 추가적으로, 각각의 다이는 미러들(570, 572, 574 또는 576) 중 각각의 미러로부터 반사되는 광에 의해 노광될 수 있다.
IV. 결론
본 개시내용은 본 출원에서 설명된 특정 실시예들의 측면에서 제한되지 않으며, 이들은 다양한 양태들의 예시들로서 의도된다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 그 사상 및 범위를 벗어나지 않고, 많은 수정들 및 변경들이 이루어질 수 있다. 본 명세서에 열거된 것들에 추가하여, 본 개시내용의 범위 내에서 기능적으로 동등한 방법들 및 장치들이 전술한 설명들로부터 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 이러한 수정들 및 변경들은 첨부된 청구 범위의 범위 내에 속하도록 의도된다.
상기 상세한 설명은 첨부 도면들을 참조하여 개시된 시스템들, 디바이스들 및 방법들의 다양한 피처들 및 기능들을 설명한다. 도면들에서, 유사한 심볼들은 문맥에서 달리 지시하지 않는 한, 통상적으로 유사한 컴포넌트들을 식별한다. 본 명세서 및 도면들에서 설명된 예시적인 실시예들은 제한하는 것을 의미하지 않는다. 본 명세서에 제시된 주제의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고, 다른 실시예들이 이용될 수도 있고, 다른 변화들이 이루어질 수도 있다. 본 명세서에 일반적으로 설명되고 도면들에 예시된 바와 같이 본 개시내용의 양태들은 매우 다양한 상이한 구성들로 배열, 대체, 결합, 분리 및 설계될 수 있으며, 이들 모두는 본 명세서에서 명시적으로 고려된다는 것이 용이하게 이해될 것이다.
위에서 설명된 방법의 블록과 같은 정보의 프로세싱을 나타내는 블록은 본 명세서에 설명된 방법 또는 기술의 특정 로직 기능들을 수행하도록 구성될 수 있는 회로망에 대응할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 정보의 프로세싱을 나타내는 블록은 모듈, 세그먼트 또는 프로그램 코드의 일부(관련 데이터 포함)에 대응할 수 있다. 프로그램 코드는 방법 또는 기술에서 특정 로직 기능들 또는 액션들을 구현하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능한 하나 이상의 명령어를 포함할 수 있다. 프로그램 코드 및/또는 관련 데이터는 디스크 또는 하드 드라이브 또는 다른 저장 매체를 포함하는 저장 디바이스와 같은 임의의 타입의 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 또한 레지스터 메모리, 프로세서 캐시 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory)(RAM)와 같이 짧은 기간들 동안 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독 가능 매체와 같은 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 또한, 예를 들어, 판독 전용 메모리(read only memory)(ROM), 광학 또는 자기 디스크들, 콤팩트-디스크 판독 전용 메모리(compact-disc read only memory)(CD-ROM)와 같은 2차 또는 영구 장기 스토리지와 같이 더 긴 기간들 동안 프로그램 코드 및/또는 데이터를 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 또한 임의의 다른 휘발성 또는 비-휘발성 저장 시스템들일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는, 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 또는 유형의(tangible) 저장 디바이스로 간주될 수 있다.
또한, 하나 이상의 정보 송신을 나타내는 블록은 동일한 물리적 디바이스에서의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 모듈들 사이의 정보 송신들에 대응할 수 있다. 그러나, 다른 정보 송신들도 상이한 물리적 디바이스들에서의 소프트웨어 모듈들 및/또는 하드웨어 모듈들 사이에 이루어질 수 있다.
도면들에 도시된 특정 배열들은 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 다른 실시예들은 주어진 도면에 도시된 각각의 엘리먼트를 더 많거나 더 적게 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 예시된 엘리먼트들 중 일부는 결합되거나 생략될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예는 도면들에 예시되지 않은 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 다양한 양태들 및 실시예들이 개시되었지만, 다른 양태들 및 실시예들도 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태들 및 실시예들은 예시의 목적들을 위한 것이며 제한하려는 의도가 아니며, 진정한 범위는 다음의 청구 범위에 의해 표시된다.

Claims (21)

  1. 시스템으로서,
    포토레지스트 재료를 원하는 각도로 조명하고 상기 포토레지스트 재료에서 각진 구조물을 노광시키기 위해 광원에 의해 방출된 광을 지향시키도록 구성되는 광학 컴포넌트
    를 포함하고,
    상기 포토레지스트 재료는 기판의 상부 표면의 적어도 일부를 오버레이하고,
    상기 광학 컴포넌트는,
    상기 원하는 각도에 부분적으로 기초하여 선택되는 광-커플링 재료를 포함하는 컨테이너; 및
    상기 포토레지스트 재료를 상기 원하는 각도로 조명하기 위해 상기 방출된 광의 적어도 제1 부분을 반사시키도록 배열되는 미러
    를 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원과 상기 기판 사이에 배치되는 애퍼처 마스크(aperture mask)를 추가로 포함하고, 상기 애퍼처 마스크는 하나 이상의 개구를 포함하고, 각각의 개구는 상기 포토레지스트 재료에서의 각각의 원하는 구조물에 대응하고, 각각의 개구를 통해 비치는 상기 방출된 광의 적어도 일부는 상기 개구가 대응하는 각각의 원하는 구조물을 노광시키는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 각각의 원하는 구조물은 수직 구조물 및 각진 구조물 중 하나인, 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 각진 구조물에 대응하는 제1 개구는 상기 방출된 광의 제1 부분을 상기 미러로 지향시키는, 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 광학 컴포넌트는 상기 포토레지스트 재료를 실질적으로 수직인 각도로 조명하고 상기 포토레지스트 재료에서 수직 구조물을 노광시키기 위해 상기 광원으로부터 상기 방출된 광을 지향시키도록 추가로 구성되고, 상기 수직 구조물에 대응하는 제1 개구는 상기 방출된 광의 제2 부분을 상기 포토레지스트 재료로 지향시키는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 컨테이너의 상부 표면의 적어도 일부 및 바닥 표면의 적어도 일부는 투명하고, 상기 방출된 광은 상기 상부 표면의 투명한 부분을 통해 상기 컨테이너에 입사되고, 상기 방출된 광은 상기 바닥 표면의 투명한 부분을 통해 상기 포토레지스트 재료를 조명하는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 포토레지스트에 근접하여 배열되는 포토마스크를 추가로 포함하고, 상기 포토마스크는 상기 포토레지스트에서 개별적으로 원하는 구조물들을 정의하도록 구성되는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기판의 상부 표면 상에 제작되는 포토마스크를 추가로 포함하고, 상기 포토레지스트는 상기 포토마스크를 오버레이하고, 상기 방출된 광은 상기 기판의 바닥 표면을 통해 상기 포토레지스트를 조명하는, 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광원은 편광 필터를 포함하고, 상기 방출된 광은 p-편광된 광이고, 상기 p-편광된 광은 (i) 상기 기판과 상기 포토레지스트 사이의 인터페이스, 및 (ii) 상기 기판의 바닥 표면 중 적어도 하나로부터의 광 반사들을 감소시키는, 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광학 컴포넌트는 상기 광학 컴포넌트 내의 미광을 제거하도록 구성되는 디바이스를 추가로 포함하는, 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 광원은 이방성 시준된(anisotropic collimated) 광원인, 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 광학 컴포넌트는,
    상기 포토레지스트 재료를 제2 원하는 각도로 조명하기 위해 적어도 상기 광의 제2 부분을 반사시키도록 배열되는 제2 미러를 추가로 포함하는, 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 광-커플링 재료는 물, 글리콜 및 글리세롤 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 기판은 상기 포토레지스트 재료가 상기 컨테이너의 바닥 표면을 향하도록 상기 광-커플링 재료에 침지되고, 상기 컨테이너의 바닥 표면의 적어도 일부는 투명하고, 상기 광원으로부터의 방출된 광은 상기 컨테이너의 바닥 표면의 투명한 부분을 통해 상기 컨테이너에 입사되는, 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 광-커플링 재료는 제1 광-커플링 재료이고, 상기 컨테이너는 제1 컨테이너이고, 상기 기판은 상기 제1 컨테이너 위에 배열되는 제2 컨테이너의 제2 광-커플링 재료에 침지되고, 상기 제1 및 제2 컨테이너의 바닥 표면들의 각각의 부분들은 투명하고, 상기 방출된 광은 상기 제1 컨테이너의 바닥 표면의 투명한 부분을 통해 상기 제1 컨테이너에 입사된 다음, 상기 제2 컨테이너의 바닥 표면의 투명한 부분을 통해 상기 제2 컨테이너에 입사되는, 시스템.
  16. 방법으로서,
    광학 컴포넌트의 한쪽 단부 근처에 기판을 배치하는 단계 - 포토레지스트 재료가 상기 기판의 상부 표면의 적어도 일부를 오버레이하고, 상기 광학 컴포넌트는 (i) 광-커플링 재료를 포함하는 컨테이너, 및 (ii) 미러를 포함함 -; 및
    광원이 상기 광학 컴포넌트 내로 광을 방출하게 하는 단계 - 상기 미러는 상기 포토레지스트 재료를 원하는 각도로 조명하기 위해 상기 방출된 광의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 상기 포토레지스트 재료에서 각진 구조물의 적어도 일부를 노광시킴 -
    를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 원하는 각도에 기초하여, 상기 미러에 대한 배향 각도(orientation angle)를 결정하는 단계; 및
    상기 미러가 상기 배향 각도로 배향되게 하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 광학 컴포넌트의 표면 근처에 애퍼처 마스크를 오버레이하는 단계
    를 추가로 포함하고, 상기 애퍼처 마스크는 하나 이상의 개구를 포함하고, 각각의 개구는 상기 포토레지스트 재료에서의 각각의 원하는 구조물에 대응하고, 각각의 개구를 통해 비치는 상기 방출된 광의 적어도 일부는 상기 개구가 대응하는 각각의 원하는 구조물을 노광시키는, 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 포토레지스트에 근접하여 포토마스크를 오버레이하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 포토마스크는 상기 포토레지스트에서 개별적으로 원하는 구조물들을 정의하도록 구성되는, 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 포토레지스트 재료의 세장형 부분(elongate portion)을 유지하기 위해 상기 포토레지스트 재료를 현상하는 단계
    를 추가로 포함하고, 상기 세장형 부분의 제1 단부는 상기 각진 구조물을 포함하고, 상기 각진 구조물은 상기 기판의 상부 표면에 대해 비스듬히 경사지는, 방법.
  21. 광학 엘리먼트를 제작하는 방법으로서,
    광학 컴포넌트의 한쪽 단부 근처에 기판을 배치하는 단계 - 포토레지스트 재료가 상기 기판의 상부 표면의 적어도 일부를 오버레이하고, 상기 광학 컴포넌트는 (i) 광-커플링 재료를 포함하는 컨테이너, 및 (ii) 미러를 포함함 -; 및
    광원이 상기 광학 컴포넌트 내로 광을 방출하게 하는 단계 - 상기 미러는 상기 포토레지스트 재료를 원하는 각도로 조명하기 위해 상기 방출된 광의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 상기 포토레지스트 재료에서 각진 구조물의 적어도 일부를 노광시킴 -
    를 포함하는, 방법.
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