WO2020242236A1 - 나노 와이어 그리드 편광 및 적외선 차단 일체형 광학 필터 - Google Patents

나노 와이어 그리드 편광 및 적외선 차단 일체형 광학 필터 Download PDF

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WO2020242236A1
WO2020242236A1 PCT/KR2020/006955 KR2020006955W WO2020242236A1 WO 2020242236 A1 WO2020242236 A1 WO 2020242236A1 KR 2020006955 W KR2020006955 W KR 2020006955W WO 2020242236 A1 WO2020242236 A1 WO 2020242236A1
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WO
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patterns
transparent substrate
reflective coating
polymer
optical filter
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/006955
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English (en)
French (fr)
Inventor
이종권
강일석
심갑섭
김광희
김재범
김장섭
김병오
박종철
Original Assignee
한국과학기술원
주식회사 옵트론텍
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements

Definitions

  • the present invention relates to an optical filter including an infrared cut-off filter and a wire grid polarization filter, and more particularly, to an optical filter formed to cover side surfaces and upper surfaces of a polymer line pattern by oblique deposition.
  • the wire grid polarization filter may separate light according to polarization by arranging conductive wire grids at intervals smaller than a wavelength.
  • a wire grid polarization filter patternes a metal film on a glass substrate using a photolithography process.
  • the photolithography apparatus has a limit on the patterning line width due to the wavelength resolution.
  • Japanese Laid-Open Patent No. 2006-3447 uses an imprint method to form an uneven portion on a plastic substrate, and metal oblique deposition is performed to cover the upper and side surfaces of the uneven portion.
  • the imprint method has limitations in increasing the area, and has limitations in accuracy and reliability.
  • the present invention can provide a high contrast ratio by overcoming the limitation of the imprint method by forming a wire grid pattern having a minimum line width or less while using a photolithography method.
  • An object to be solved of the present invention is to provide an optical filter that provides a high contrast ratio and a high p-wave transmittance.
  • An optical filter includes: a transparent substrate; An infrared cut filter disposed on one surface of the transparent substrate and including a multilayer thin film; An anti-reflective coating pattern extending parallel to each other and disposed on the other surface of the transparent substrate; Polymer patterns patterned in a wire grid shape extending parallel to each other and aligned with the anti-reflective coating pattern; And conductive patterns covering at least one side surface and an upper surface of each of the polymer patterns.
  • the conductive patterns are regularly arranged, the line width of each of the conductive patterns is 50 nm to 150 nm, the height of the conductive patterns is 150 nm to 500 nm, and
  • the thickness of the side surface may be 10 nm to 30 nm, and the thickness of the upper surface of the conductive pattern may be 10 nm to 60 nm.
  • the polymer patterns may be inclined.
  • a method of manufacturing an optical filter according to an embodiment of the present invention includes forming an infrared cut filter disposed on one surface of a transparent substrate and including a multilayer thin film; Forming an anti-reflective coating film on the other surface of the transparent substrate; Forming a photoresist layer on the anti-reflective coating layer and patterning to form polymer patterns in the form of wire grids extending parallel to each other; Forming anti-reflective coating patterns by etching the anti-reflective coating layer using the polymer patterns as a mask; Performing a first inclined layering with a conductor so as to cover the first and upper surfaces of the polymer patterns; And forming a conductive pattern by performing a second inclined layering with a conductor so as to cover the second side surface and the upper surface opposite to the first side surface of the polymer patterns.
  • after forming the polymer patterns it may further include performing isotropic etching to reduce the line width of the polymer patterns.
  • the step of forming the non-reflective coating patterns by etching the non-reflective coating layer using the polymer patterns as a mask may further etch the transparent substrate.
  • the conductive pattern may be anisotropically etched to remove the upper surface of the conductive pattern.
  • it may further include removing the exposed polymer patterns by removing the upper surface of the conductive pattern.
  • the polymer patterns in the step of performing the first gradient layer deposition with a conductor so as to cover the first side and top surfaces of the polymer patterns, may be tilted through the first gradient deposition.
  • An optical filter includes: a transparent substrate; An infrared cut filter disposed on one surface of the transparent substrate and including a multilayer thin film; An anti-reflective coating pattern extending parallel to each other and disposed on the other surface of the transparent substrate; Polymer patterns patterned in a wire grid shape extending parallel to each other and aligned with the anti-reflective coating pattern; And sidewall conductive patterns disposed on both sides of the polymer patterns.
  • the height of the sidewall conductive patterns is 150 nm to 500 nm
  • the thickness of the sidewall conductive patterns is 10 nm to 30 nm
  • the other surface of the transparent substrate is aligned with the anti-reflective coating pattern to protrude. I can.
  • An optical filter includes: a transparent substrate; An infrared cut filter disposed on one surface of the transparent substrate and including a multilayer thin film; Protrusions extending parallel to each other and formed on the other surface of the transparent substrate; And sidewall conductive patterns respectively disposed on both sides of the protrusions, and upper surfaces of the sidewall conductive patterns may protrude from upper surfaces of the protrusions.
  • the height of the sidewall conductive patterns may be 150 nm to 500 nm, and the thickness of the sidewall conductive patterns may be 10 nm to 30 nm.
  • An optical filter according to an exemplary embodiment of the present invention provides a high contrast ratio and high transmittance in a visible light region using conventional exposure equipment.
  • 1 is a simulation result showing a contrast ratio according to a line width and height of a wire grid polarization filter.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an optical filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 are views illustrating a method of manufacturing an optical filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a simulation result showing transmittance according to wavelength of a wire grid polarization filter according to an embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are conceptual diagrams illustrating an optical filter and a method of manufacturing the same according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an optical filter and a method of manufacturing the same according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an optical filter and a method of manufacturing the same according to another embodiment of the present invention.
  • FESEM Field Emission Scanning Electron Microscope
  • C/R contrast ratio
  • a contrast ratio which is a ratio (Tp/Ts) of a p-wave transmittance (Tp) to an s-wave transmittance (Ts)
  • C/R contrast ratio
  • the contrast ratio (C/R) increases as the line width of the wire grid decreases and the height of the wire grid increases.
  • a contrast ratio (C/R) is displayed according to the line width and height at a wavelength of 524 nm.
  • the contrast ratio (C/R) is about 100 times. Therefore, in order to increase the contrast ratio (C/R), it is required to decrease the line width (LW) or increase the height.
  • the photoresist pattern is not used as an etching mask for etching the lower conductive layer, but is used as a support for forming a conductive pattern on a transparent substrate made of a glass material.
  • an upper surface and at least one sidewall of the photoresist pattern are deposited as a conductor using oblique deposition.
  • a bottom anti-reflection coating layer (BARC) is disposed under the photoresist layer.
  • the lower anti-reflective coating layer can implement a finer line width and pattern a higher photoresist. Accordingly, the conductive pattern formed by oblique deposition may provide a higher contrast ratio (C/R).
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an optical filter according to an embodiment of the present invention.
  • the optical filter 100 according to an embodiment of the present invention, a transparent substrate 120; An infrared cut filter 110 disposed on one surface of the transparent substrate 120 and including a multilayer thin film; An anti-reflective coating pattern 132a extending parallel to each other and disposed on the other surface of the transparent substrate 120; Polymer patterns 142 extending parallel to each other and patterned in the form of a wire grid aligned with the anti-reflective coating pattern 132a; And conductive patterns 152 covering at least one side surface and an upper surface of each of the polymer patterns 142.
  • the transparent substrate 120 may be a glass or quartz substrate, or a plastic substrate.
  • the infrared cut filter 110 has a structure in which two materials having different refractive indexes, such as Ti02, Si02, Ta205, and Si02, are alternately deposited on one surface of the transparent substrate 120, and transmits the visible light region and reflects the near infrared region. Let it.
  • the anti-reflective coating layer 132 may be an organic layer or an inorganic layer.
  • the anti-reflective coating layer may absorb light due to exposure and suppress reflection through destructive interference at the interface between the photoresist and the non-reflective coating layer.
  • the non-reflective coating layer 132 may form the non-reflective coating pattern 132a through a dry etching process.
  • the anti-reflective coating layer 132 may perform line width control in the exposure process.
  • the polymer patterns 142 may be photoresist patterns.
  • the polymer patterns 142 may be vertically aligned with the anti-reflective coating pattern 132a.
  • the polymer patterns 142 may be formed by KrF exposure equipment.
  • the KrF exposure equipment may provide a line width of about 150 nm.
  • the polymer patterns 142 may have a line width of 50 nm to 250 nm and a height of 150 nm to 500 nm.
  • the conductive patterns 152 may cover the upper surface and at least one side surface of the polymer patterns 142 in a " ⁇ " shape.
  • the conductive patterns 152 may have a thickness of 10 nm to 30 nm on a side surface thereof and a thickness of 10 nm to 60 nm on an upper surface thereof.
  • the conductive patterns 152 may be formed through two gradient deposition.
  • the material of the conductive patterns 152 may be aluminum, copper, or gold.
  • the thickness of the side surfaces of the conductive patterns 152 may be greater than or equal to the depth of the skin of visible light. Specifically, in the visible light region, the side thickness of the conductive patterns 152 may be several nm to several tens of nm.
  • the line width W of the conductive patterns 152 may be 50 nm to 150 nm, and the height H may be 150 nm to 500 nm.
  • the space width S between the conductive patterns may be the same as the line width W of each of the conductive patterns.
  • the s-polarized wave When visible light is incident on the conductive patterns 152, the s-polarized wave is reflected, and the p-polarized wave is refracted and transmitted into the transparent substrate 120. Infrared components may be removed from the p-polarized wave incident on the transparent substrate by the infrared cut filter 110.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method of manufacturing an optical filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a method of manufacturing an optical filter includes: forming an infrared cut filter 110 disposed on one surface of a transparent substrate 120 and including a multilayer thin film; Forming an anti-reflective coating film 132 on the other surface of the transparent substrate 120; Forming a photoresist layer on the anti-reflective coating layer 132 and patterning to form polymer patterns 142 in a wire grid shape extending parallel to each other (S110); Etching the anti-reflective coating layer 132 using the polymer patterns 142 as a mask to form anti-reflective coating patterns 132a (S113); Performing a first inclined layer deposition with a conductor so as to cover the first and upper surfaces of the polymer patterns 142 (S114); And forming a conductive pattern by performing a second inclined layering with a conductor so as to cover the second side surface and the upper surface opposite to the first side surface of the polymer patterns (S116).
  • the exposure apparatus may form polymer patterns 142 on the anti-reflective coating layer with a minimum line width possible in a lithography process. Accordingly, a processable minimum line width and maximum height can be achieved.
  • the exposure process includes photoresist application, soft baking, exposure, development, and hard baking.
  • the hard baking process may increase hardness so as to overcome a stress applied by the first gradient deposition and the second gradient deposition.
  • the second gradient deposition may be performed by rotating the transparent substrate 120 180 degrees in an evaporation deposition equipment or sputtering equipment performing the first gradient deposition.
  • the tilt angle for tilt deposition may be selected so as not to be deposited on the exposed transparent substrate.
  • the step of performing isotropic etching to reduce the line width of the polymer patterns 142 may be further included.
  • the isotropic etching may be plasma dry etching.
  • FIG. 4 is a simulation result showing transmittance according to wavelength of a wire grid polarization filter according to an embodiment of the present invention.
  • the transmittance of conventional conductive patterns formed of only aluminum is displayed.
  • the pitch P of the conventional aluminum conductive patterns is 300 nm.
  • Conventional aluminum conductive patterns have a width of 150 nm and a height of 150 nm.
  • the aluminum-capped conductive patterns 152 cap both side surfaces and upper surfaces of the polymer patterns 142.
  • the conductive patterns 152 are made of aluminum, have a pitch of 300 nm, and a thickness of the left and right sides of 10 nm.
  • the thickness of the polymer pattern 142 is 130 nm, and the height of the polymer pattern 142 is 130 nm. Accordingly, the height of the conductive patterns 142 is 150 nm.
  • the p-wave transmittance of the conventional aluminum conductive patterns rapidly decreases below about 500 nm, but the p-wave transmittance of the aluminum capped conductive patterns according to the present invention maintains high transmittance even below about 500 nm.
  • p-wave transmittance is remarkably improved below 460 nm.
  • the aluminum capped grating structure according to the present invention provides a high contrast ratio.
  • the wire grid polarization filter covered with a conductor has a higher p-wave transmittance and a higher p-wave transmittance at 400 nm to 700 nm (including the visible light region) at the same height and line width than the conventional wire grid polarizing filter composed of only conductors. Provides a high contrast ratio. In particular, in the region of 500 nm or less, the increase in p-wave transmittance and contrast ratio becomes more pronounced.
  • 5 and 6 are conceptual diagrams illustrating an optical filter and a method of manufacturing the same according to another embodiment of the present invention.
  • the method of manufacturing an optical filter includes forming an infrared cut filter 110 disposed on one surface of a transparent substrate 120 and including a multilayer thin film (S110); Forming an anti-reflective coating film 132 on the other surface of the transparent substrate 120; Forming a photoresist layer on the anti-reflective coating layer 132 and patterning to form polymer patterns 142 in the form of wire grids extending parallel to each other (S112); And forming non-reflective coating patterns 132a by etching the non-reflective coating layer 132 using the polymer patterns 142 as a mask (S113).
  • S110 multilayer thin film
  • the other surface of the transparent substrate may be additionally etched. Accordingly, the other surface of the transparent substrate 120 may include protrusions 122 extending parallel to each other.
  • the first inclined layer deposition may be performed with a conductor so as to cover the first side and the upper surface of the polymer patterns 142 (S114). During the first oblique deposition, oblique deposition may be simultaneously performed on the first side of the polymer pattern, the first side of the anti-reflective coating pattern, and the first side of the protrusions 122.
  • the conductor may include at least one of aluminum, copper, and gold.
  • a conductive pattern may be formed by performing a second inclined layer deposition with a conductor so as to cover the second side and the upper side opposite to the first side of the polymer patterns 142 (S116). During the second oblique deposition, oblique deposition may be simultaneously performed on the second side of the polymer pattern 142, the first side of the anti-reflective coating pattern 132a, and the second side of the protrusions 122. .
  • the conductive pattern 152 may be anisotropically etched to selectively remove the upper surface of the conductive pattern (S118). The removal of the upper surface of the conductive pattern may be performed through plasma anisotropic etching. Accordingly, the conductive pattern 152 may be separated to form sidewall conductive patterns 152a respectively disposed on both sides of the polymer patterns. Accordingly, the sidewall conductive pattern 152a may increase a contrast ratio (C/R) by reducing a pitch of the pattern.
  • C/R contrast ratio
  • the exposed polymer patterns 142 may be removed by removing the upper surface of the conductive pattern (S119). After removing the polymer patterns 142, anti-reflective coating patterns 132a disposed under the polymer patterns 142 may also be removed. Accordingly, the protrusions 122 may be exposed to the outside.
  • An optical filter (100a) according to an embodiment of the present invention, a transparent substrate (120); An infrared cut filter 110 disposed on one surface of the transparent substrate and including a multilayer thin film; An anti-reflective coating pattern 132a extending parallel to each other and disposed on the other surface of the transparent substrate; Polymer patterns 142 extending parallel to each other and patterned in the form of a wire grid aligned with the anti-reflective coating pattern 132a; And sidewall conductive patterns 152a disposed on both sides of the polymer patterns 142, respectively.
  • the height of the sidewall conductive patterns 152a is 150 nm to 500 nm, the thickness of the side surfaces of the sidewall conductive patterns 152a is 10 nm to 30 nm, and the other surface of the transparent substrate is aligned with the anti-reflective coating pattern 132a. It may include protruding portions 122 that are protruded.
  • An optical filter (100b) according to an embodiment of the present invention, a transparent substrate (120); An infrared cut filter 110 disposed on one surface of the transparent substrate and including a multilayer thin film; Protrusions 122 extending parallel to each other and formed on the other surface of the transparent substrate; And sidewall conductive patterns 152a disposed on both sides of the protrusions.
  • the upper surfaces of the sidewall conductive patterns 152a protrude from the upper surfaces of the protrusion 122.
  • the height of the sidewall conductive patterns 152a may be 150 nm to 500 nm, and the thickness of the side surfaces of the sidewall conductive patterns 152a may be 10 nm to 30 nm.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an optical filter and a method of manufacturing the same according to another embodiment of the present invention.
  • a method of manufacturing an optical filter includes forming an infrared cut filter 110 disposed on one surface of a transparent substrate 120 and including a multilayer thin film (S110); Forming an anti-reflective coating film on the other surface of the transparent substrate; Forming a photoresist layer on the anti-reflective coating layer and patterning to form polymer patterns 142 in the form of wire grids extending parallel to each other (S112); Etching the non-reflective coating layer 132 using the polymer patterns 142 as a mask to form non-reflective coating patterns 132a (S113); Performing a first inclined layer deposition with a conductor so as to cover the first and upper surfaces of the polymer patterns 142 (S114); And forming a conductive pattern by performing a second inclined layer deposition with a conductor so as to cover the second side surface and the upper surface opposite to the first side surface of the polymer patterns (S116).
  • S110 multilayer thin film
  • the first oblique deposition may not cover the lower portions of the first side surfaces of the polymer patterns 142.
  • the second gradient deposition may not cover the lower portions of the second side surfaces of the polymer patterns 142.
  • the conductive pattern 152 may cover a portion of the upper and side surfaces of the polymer pattern 142.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an optical filter and a method of manufacturing the same according to another embodiment of the present invention.
  • a method of manufacturing an optical filter includes forming an infrared cut filter 110 disposed on one surface of a transparent substrate 120 and including a multilayer thin film (S110); Forming an anti-reflective coating layer 132 on the other surface of the transparent substrate; Forming a photoresist layer on the anti-reflective coating layer and patterning to form polymer patterns 142 in the form of wire grids extending parallel to each other (S112); Etching the non-reflective coating layer 132 using the polymer patterns 142 as a mask to form non-reflective coating patterns 132a (S113); Performing a first inclined layer deposition with a conductor so as to cover the first and upper surfaces of the polymer patterns 142 (S314); And forming a conductive pattern by performing a second inclined layering with a conductor so as to cover a second side surface and an upper surface opposite to the first side surface of the polymer patterns (S316).
  • S110 multilayer thin film
  • the first gradient deposition may not cover lower portions of the first side surfaces of the polymer patterns.
  • the second gradient deposition may not cover lower portions of the second side surfaces of the polymer patterns.
  • the conductive pattern 152 may cover a portion of the upper and side surfaces of the polymer pattern 142.
  • the exposure process includes photoresist application, soft baking, exposure, development, and hard baking.
  • the hard baking process may be performed at a low temperature of 150 degrees Celsius or less so that the stress applied by the first gradient deposition process (S316) may not be overcome and may be tilted.
  • the inclined angle may be several degrees to tens of degrees. Specifically, the inclined angle may be 10 degrees to 20 degrees based on the vertical line.
  • the conductive patterns 152 may be inclined by applying stress to the polymer patterns 142 and the non-reflective coating patterns 132a during oblique deposition.
  • An optical filter (100d) according to an embodiment of the present invention, a transparent substrate (120); An infrared cut filter 110 disposed on one surface of the transparent substrate and including a multilayer thin film; An anti-reflective coating pattern 132a extending parallel to each other and disposed on the other surface of the transparent substrate; Polymer patterns 142 extending parallel to each other and patterned in a wire grid shape aligned with the anti-reflective coating pattern; And conductive patterns 152 covering at least one side surface and an upper surface of each of the polymer patterns 142.
  • the polymer patterns 142 may be inclined.
  • the conductive patterns may be inclined along the polymer patterns 142.
  • FESEM Field Emission Scanning Electron Microscope
  • the polymer patterns 142 may have an inclined angle of 15 degrees, a thickness of an upper surface of a conductive pattern of 45.1 nm, and a thickness of a sidewall of 20 nm.
  • the height of the polymer patterns 142 may be 391.9 nm
  • the line width of the polymer patterns 142 may be 238.7 m
  • the line width of the space may be 172.5 nm.
  • the seams formed between the polymer patterns 142 were formed by the deposited platinum coating layer to obtain a clear FESEM image.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터는, 투명 기판; 상기 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터; 서로 나란히 연장되고 상기 투명 기판의 타면에 배치된 무반사 코팅 패턴; 서로 나란히 연장되고 상기 무반사 코팅 패턴에 정렬된 와이어 그리드 형태로 패터닝된 폴리머 패턴들; 및 상기 폴리머 패턴들 각각의 적어도 일 측면 및 상부면을 덮는 도전 패턴들을 포함한다.

Description

나노 와이어 그리드 편광 및 적외선 차단 일체형 광학 필터
본 발명은 적외선 차단 필터와 와이어 그리드 편광 필터를 구비한 광학 필터에 관한 것으로, 더 구체적으로 와이어 그리드 편광 필터는 경사증착에 의하여 폴리머 라인 패턴의 측면 및 상부면을 덮도록 형성된 광학 필터에 관한 것이다.
와이어 그리드 편광 필터는 파장보다 작은 간격으로 도전성 와이어 그리드를 배열하여 편광에 따라 빛을 분리할 수 있다. 통상적으로 와이어 그리드 편광 필터는 유리 기판 상에 금속막을 포토리소그라피 공정을 이용하여 패터닝한다. 그러나, 포토리소그라피 장치는 파장 분해능에 의하여 패터닝 선폭에 한계를 가진다.
일본 공개 특허 제2006-3447호는 플라스틱 기판 상에 임프린트 방식으로 요철부를 형성하고, 요철부의 상부면과 측면을 덮도록 금속 경사 증착을 수행한다. 그러나, 임프린트 방식은 대면적화에 한계가 있으며, 정밀도와 신뢰성에 한계가 있다.
본 발명은 포토리소그라피 방식을 사용하면서 최소 선폭 이하의 와이어 그리드 패턴을 형성하여 임프린트 방식의 한계를 극복하여 높은 콘트라스트 비(contrast ratio)를 제공할 수 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 높은 콘트라스트 비와 높은 p-파 투과도를 제공하는 광학 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터는, 투명 기판; 상기 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터; 서로 나란히 연장되고 상기 투명 기판의 타면에 배치된 무반사 코팅 패턴; 서로 나란히 연장되고 상기 무반사 코팅 패턴에 정렬된 와이어 그리드 형태로 패터닝된 폴리머 패턴들; 및 상기 폴리머 패턴들 각각의 적어도 일 측면 및 상부면을 덮는 도전 패턴들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전 패턴들은 규칙적으로 배열되고, 상기 도전 패턴들 각각의 라인 폭은 50 nm 내지 150 nm이고, 상기 도전패턴들의 높이는 150 nm 내지 500 nm 이고, 상기 도전 패턴의 측면의 두께는 10 nm 내지 30nm이고, 상기 도전 패턴의 상부면의 두께는 10 nm 내지 60 nm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리머 패턴들은 경사질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터의 제조 방법은, 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터를 형성하는 단계; 상기 투명 기판의 타면에 무반사 코팅막을 형성하는 단계; 상기 무반사 코팅막 상에 포토레지스트층을 형성하고 패터닝하여 서로 나란히 연장되는 와이어 그리드 형태로 폴리머 패턴들을 형성하는 단계; 상기 폴리머 패턴들을 마스크로 상기 무반사 코팅막을 식각하여 무반사 코팅 패턴들을 형성하는 단계; 상기 폴리머 패턴들의 제1 측면 및 상부면을 덮도록 도전체로 제1 경사층착을 수행하는 단계; 및 상기 폴리머 패턴들의 제1 측면의 반대측인 제2 측면과 상부면을 덮도록 도전체로 제2 경사층착을 수행하여 도전 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리머 패턴들을 형성한 후 상기 폴리머 패턴들의 선폭을 감소시키도록 등방성 식각을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리머 패턴들을 마스크로 상기 무반사 코팅막을 식각하여 무반사 코팅 패턴들을 형성하는 단계는 상기 투명 기판을 추가적으로 더 식각할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전 패턴을 이방성 식각하여 상기 도전 패턴의 상부면을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전 패턴의 상부면을 제거하여 노출된 상기 폴리머 패턴들을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리머 패턴들의 제1 측면 및 상부면을 덮도록 도전체로 제1 경사층착을 수행하는 단계는 상기 제1 경사 증착을 통하여 상기 폴리머 패턴들을 기울일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터는, 투명 기판; 상기 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터; 서로 나란히 연장되고 상기 투명 기판의 타면에 배치된 무반사 코팅 패턴; 서로 나란히 연장되고 상기 무반사 코팅 패턴에 정렬된 와이어 그리드 형태로 패터닝된 폴리머 패턴들; 및 상기 폴리머 패턴들 양측에 각각 배치되는 측벽 도전 패턴들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 측벽 도전패턴들의 높이는 150 nm 내지 500 nm 이고, 상기 측벽 도전 패턴들의 두께는 10 nm 내지 30nm이고, 상기 투명 기판의 타면은 상기 무반사 코팅 패턴과 정렬되어 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터는, 투명 기판; 상기 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터; 서로 나란히 연장되고 상기 투명 기판의 타면에 형성된 돌출부들; 및 상기 돌출부들의 양 측면에 각각 배치되는 측벽 도전 패턴들을 포함하고, 상기 측벽 도전 패턴들의 상부면은 상기 돌출부들의 상부면보다 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 측벽 도전패턴들의 높이는 150 nm 내지 500 nm 이고, 상기 측벽 도전 패턴의 두께는 10 nm 내지 30nm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터는 종래의 노광 장비를 이용하여 높은 콘트라스트 비를 제공하고 가시광선 영역에서 높은 투과도를 제공한다.
도 1은 와이어 그리드 편광 필터의 선폭과 높이에 따른 콘트라스트 비를 나타내는 시뮬레이션 결과이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터를 설명하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터의 제조 방법을 설명하는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 그리드 편광 필터의 파장에 따른 투과도를 나타내는 시뮬레이션 결과이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 필터 및 그 제조 방법을 설명하는 개념도들이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 필터 및 그 제조 방법을 설명하는 개념도들이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 필터 및 그 제조 방법을 설명하는 개념도들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터를 나타내는 FESEM(Field Emission Scanning Electron Microscope) 사진이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 와이어 그리드 편광 필터의 선폭과 높이에 따른 콘트라스트 비(Contrast Ratio; C/R)를 나타내는 시뮬레이션 결과이다.
도 1을 참조하면, 와이어 그리드 편광 필터에서, s-파의 투과도(Ts)에 대한 p-파의 투과도(Tp)의 비(Tp/Ts)인 콘트라스트 비(C/R)가 중요하다. 도전체만으로 구성된 와이어 그리드 편광 필터에서, 상기 콘트라스트 비(C/R)는 와이어 그리드의 선폭이 감소할수록, 와이어 그리드의 높이가 높을수록 증가한다. 동일한 선폭과 스페이스 폭을 가진 라인/스페이스 구조에서, 524nm의 파장에서 선폭과 높이에 따라 콘트라스트 비(C/R)가 표시된다. 524nm 파장에서, 150nm의 선폭과 150 nm의 높이를 가지는 경우, 콘트라스트 비(C/R)는 약 100배 정도이다. 따라서, 콘트라스트 비(C/R)를 증가시키기 위하여, 선폭(LW)의 감소 또는 높이의 증가가 요구된다.
그러나, KrF 노광 장비를 이용하여 150nm 이하의 와이어 그리드 선폭을 구현하면서, 150 nm 수준의 높이를 구현하기 어렵다. 포토레지스트의 선폭이 감소할수록 포토레지스트의 높이가 감소한다. 식각 선택성의 한계로 인하여, 식각하고자 하는 도전 패턴의 높이가 제한된다. 따라서, 150 nm 수준의 높은 높이를 가지며 150 nm 이하의 작은 선폭을 가진 와이어 그리드 필터의 제작이 어렵다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 포토레지스트 패턴은 하부의 도전층을 식각하는 식각 마스크로 사용하지 않고, 유리 재질의 투명 기판 상에 도전 패턴 형성을 위한 지지부로 사용된다. 와이어 그리드 편광 필터를 형성하기 위하여 경사 증착을 이용하여 포토레지스트 패턴의 상부면과 적어도 일 측벽을 도전체로 증착한다.
그럼에도 불구하고, 미세 라인 패턴의 형성을 위하여, 포토레지스트층 하부에 하부 무반사 코팅층(bottom anti-reflection coating layer; BARC)을 배치한다. 상기 하부 무반사 코팅층은 더 미세한 선폭을 구현하게 하고, 더 높은 포토레지스트를 패턴할 수 있다. 이에 따라, 경사증착에 의하여 형성된 도전 패턴은 더 높은 콘트라스트 비(C/R)를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터를 설명하는 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터(100)는, 투명 기판(120); 상기 투명 기판(120)의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터(110); 서로 나란히 연장되고 상기 투명 기판(120)의 타면에 배치된 무반사 코팅 패턴(132a); 서로 나란히 연장되고 상기 무반사 코팅 패턴(132a)에 정렬된 와이어 그리드 형태로 패터닝된 폴리머 패턴들(142); 및 상기 폴리머 패턴들(142) 각각의 적어도 일 측면 및 상부면을 덮는 도전 패턴들(152)을 포함한다.
투명 기판(120)은 유리나 석영(Quartz) 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다.
적외선 차단 필터(110)는 상기 투명 기판(120)의 일면에 굴절률이 다른 두 가지 물질 Ti02, Si02 혹은 Ta205, Si02 같은 물질들을 교대로 증착된 구조를 가지며, 가시광선 영역을 투과시키고 근적외선 영역을 반사시킨다.
무반사 코팅막(132)은 유기막 또는 무기막일 수 있다. 상기 무반사 코팅막은 노광에 의한 빛을 흡수하고 포토레지스트와 무반사 코팅막의 경계면에서 상쇄 간섭을 통하여 반사를 억제할 수 있다. 무반사 코팅막(132)은 건식 식각 (Dry etching) 공정을 통해 무반사 코팅 패턴(132a)을 형성할 수 있다. 무반사 코팅막(132)은 노광 공정에서 선폭 제어를 수행할 수 있다.
상기 폴리머 패턴들(142)은 포토레지스트 패턴일 수 있다. 상기 폴리머 패턴들(142)은 무반사 코팅 패턴(132a)과 수직으로 정렬될 수 있다. 상기 폴리머 패턴들(142)은 KrF 노광 장비에 의하여 형성될 수 있다. 상기 KrF 노광 장비는 약 150nm의 선폭을 제공할 수 있다. 상기 폴리머 패턴들(142)의 선폭은 50 nm 내지 250 nm 이고, 높이는 150nm 내지 500 nm 일 수 있다.
도전 패턴들(152)은 "∩" 형상으로 상기 폴리머 패턴들(142)의 상부면 및 적어도 일 측면을 덮을 수 있다. 상기 도전 패턴들(152)은 그 측면에서 10 nm 내지 30nm 두께를 가지고, 상부면에서 10 nm 60 nm 두께를 가질 수 있다. 상기 도전 패턴들(152)은 두 번의 경사 증착을 통하여 형성될 수 있다. 상기 도전 패턴들(152)의 재질은 알루미늄, 구리, 또는 금일 수 있다. 상기 도전 패턴들(152)의 측면 두께는 가시광선의 표피 깊이 이상일 수 있다. 구체적으로, 가시광 영역에서, 상기 도전 패턴들(152)의 측면 두께는 수 nm 내지 수십 nm일 수 있다.
상기 도전 패턴들(152)의 선폭(W)은 50 nm 내지 150 nm 이고, 높이(H)는 150nm 내지 500 nm 일 수 있다. 상기 도전 패턴들 사이의 스페이스 폭(S)은 상기 도전 패턴들 각각의 라인 폭(W)과 동일할 수 있다.
가시광이 상기 도전 패턴들(152)에 입사하는 경우, s-편광파는 반사되고, p-편광파는 투명 기판(120) 내로 굴절되어 투과할 수 있다. 상기 투명 기판에 입사하는 p-편광파는 적외선 차단 필터(110)에 의하여 적외선 성분을 제거할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터의 제조 방법을 설명하는 도면들이다.
도 3을 참조하면, 광학 필터의 제조 방법은, 투명 기판(120)의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터(110)를 형성하는 단계; 상기 투명 기판(120)의 타면에 무반사 코팅막(132)을 형성하는 단계; 상기 무반사 코팅막(132) 상에 포토레지스트층을 형성하고 패터닝하여 서로 나란히 연장되는 와이어 그리드 형태로 폴리머 패턴들(142)을 형성하는 단계(S110); 상기 폴리머 패턴들(142)을 마스크로 상기 무반사 코팅막(132)을 식각하여 무반사 코팅 패턴들(132a)을 형성하는 단계(S113); 상기 폴리머 패턴들(142)의 제1 측면 및 상부면을 덮도록 도전체로 제1 경사층착을 수행하는 단계(S114); 및 상기 폴리머 패턴들의 제1 측면의 반대측인 제2 측면과 상부면을 덮도록 도전체로 제2 경사층착을 수행하여 도전 패턴을 형성하는 단계(S116)를 포함한다.
노광 장치는 상기 무반사 코팅막 상에 폴리머 패턴들(142)을 리소그라피 공정에서 가능한 최소 선폭으로 형성할 수 있다. 이에 따라, 공정 가능한 최소 선폭과 최대 높이가 달성될 수 있다. 노광 공정은 포토레지스트 도포, 소프트 베이킹, 노광, 현상, 및 하드 베이킹을 포함한다. 상기 하드 베이킹 공정은 제1 경사 증착 및 상기 제2 경사 증착에 의하여 인가되는 스트레스를 극복할 수 있도록 경도를 증가시킬 수 있다.
상기 제2 경사 증착은 상기 제1 경사 증착을 수행하는 증발 증착 장비 또는 스퍼터링 장비에서 상기 투명 기판(120)을 180도 회전시키어 수행할 수 있다. 경사 증착을 위한 경사 각도는 노출된 투명기판에 증착되지 않도록 선택될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 폴리머 패턴들(142)을 형성한 후 상기 폴리머 패턴들(142)의 선폭을 감소시키도록 등방성 식각을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 등방성 식각은 플라즈마 건식 식각일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 와이어 그리드 편광 필터의 파장에 따른 투과도를 나타내는 시뮬레이션 결과이다.
도 4를 참조하면, 비교예로 종래의 알루미늄만으로 형성된 도전 패턴들의 투과도가 표시된다. 종래의 알루미늄 도전 패턴들의 피치(P)는 300nm이다. 종래의 알루미늄 도전 패턴들의 폭은 150 nm이고, 높이는 150nm이다.
한편, 본 발명에 따른 알루미늄 캐핑된 도전 패턴들(152)은 폴리머 패턴들(142)의 양 측면 및 상부면을 캐핑한다. 상기 도전 패턴들(152)은 알루미늄이며, 피치는 300nm이고, 좌측 측면 및 우측 측면의 두께는 10nm이다. 폴리머 패턴(142)의 두께는 130nm이고, 폴리머 패턴(142)의 높이는 130nm이다. 이에 따라, 도전 패턴들(142)의 높이는 150nm이다.
종래의 알루미늄 도전 패턴들의 p-파 투과도는 약 500 nm 이하에서 급격히 감소하나, 본 발명에 따른 알루미늄 캐핑된 도전 패턴들의 p-파 투과도는 약 500 nm 이하에서도 높은 투과도를 유지한다. 특히, 본 발명에 따르면 460 nm 이하에서 p-파 투과도가 현저히 개선된다. 한편, s-파의 투과도는 알루미늄만으로 형성된 도전 패턴들과 루미늄 캐핑된 도전 패턴들에서 차이가 없다. 따라서, 본 발명에 따른 알루미늄 캐핑된 격자 구조는 높은 콘트라스트 비를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도전체로 덮인 와이어 그리드 편광 필터는 종래의 도전체만으로 구성된 와이어 그리드 편광 필터보다 동일한 높이와 선폭에서 400nm~ 700nm(가시광선 영역포함)에서 더 높은 p-파 투과율과 더 높은 콘트라스트비를 제공한다. 특히, 500nm 이하영역에서는 p-파 투과율과 콘트라스트비의 증가가 더욱 두드러지게 된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 필터 및 그 제조 방법을 설명하는 개념도들이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 광학 필터의 제조 방법은, 투명 기판(120)의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터(110)를 형성하는 단계(S110); 상기 투명 기판(120)의 타면에 무반사 코팅막(132)을 형성하는 단계; 상기 무반사 코팅막(132) 상에 포토레지스트층을 형성하고 패터닝하여 서로 나란히 연장되는 와이어 그리드 형태로 폴리머 패턴들(142)을 형성하는 단계(S112); 상기 폴리머 패턴들(142)을 마스크로 상기 무반사 코팅막(132)을 식각하여 무반사 코팅 패턴들(132a)을 형성하는 단계(S113);를 포함한다.
상기 폴리머 패턴들을 마스크로 상기 무반사 코팅막을 식각하여 무반사 코팅 패턴들을 형성하는 단계(S113)는 상기 투명 기판의 타면을 추가적으로 더 식각할 수 있다. 이에 따라, 상기 투명 기판(120)의 타면은 서로 나란히 연장되는 돌출부들(122)을 포함할 수 있다.
상기 폴리머 패턴들(142)의 제1 측면 및 상부면을 덮도록 도전체로 제1 경사층착을 수행할 수 있다(S114). 상기 제1 경사 증착시, 상기 폴리머 패턴의 제1 측면, 상기 무반사 코팅 패턴의 제1 측면, 및 상기 돌출부들(122)의 제1 측면에 경사 증착이 동시에 수행될 수 있다. 상기 도전체는 알루미늄, 구리, 및 금 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 폴리머 패턴들(142)의 제1 측면의 반대측인 제2 측면과 상부면을 덮도록 도전체로 제2 경사층착을 수행하여 도전 패턴을 형성할 수 있다(S116). 상기 제2 경사 증착시, 상기 폴리머 패턴(142)의 제2 측면, 상기 무반사 코팅 패턴(132a)의 제1 측면, 및 상기 돌출부들(122)의 제2측면에 경사 증착이 동시에 수행될 수 있다.
상기 도전 패턴(152)을 이방성 식각하여 상기 도전 패턴의 상부면을 선택적으로 제거할 수 있다(S118). 상기 도전 패턴의 상부면의 제거는 플라즈마 이방성 식각을 통하여 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전 패턴(152)은 분리되어 상기 폴리머 패턴들 양측에 각각 배치된 측벽 도전 패턴(152a)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 측벽 도전 패턴(152a)은 패턴의 피치를 감소시키어 콘트라스트 비(C/R)를 증가시킬 수 있다.
기하학적 대칭성을 확보하기 위하여, 상기 도전 패턴의 상부면을 제거하여 노출된 상기 폴리머 패턴들(142)을 제거할 수 있다(S119). 상기 폴리머 패턴들(142)을 제거 후, 상기 폴리머 패턴들(142)의 하부에 배치된 무반사 코팅 패턴들(132a)도 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부들(122)이 외부로 노출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터(100a)는, 투명 기판(120); 상기 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터(110); 서로 나란히 연장되고 상기 투명 기판의 타면에 배치된 무반사 코팅 패턴(132a); 서로 나란히 연장되고 상기 무반사 코팅 패턴(132a)에 정렬된 와이어 그리드 형태로 패터닝된 폴리머 패턴들(142); 및 상기 폴리머 패턴들(142) 양측에 각각 배치되는 측벽 도전 패턴들(152a)을 포함할 수 있다. 상기 측벽 도전패턴들(152a)의 높이는 150 nm 내지 500 nm 이고, 상기 측벽 도전 패턴(152a)의 측면의 두께는 10 nm 내지 30nm이고, 상기 투명 기판의 타면은 상기 무반사 코팅 패턴(132a)과 정렬되어 돌출된 돌출부들(122)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터(100b)는, 투명 기판(120); 상기 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터(110); 서로 나란히 연장되고 상기 투명 기판의 타면에 형성된 돌출부들(122); 및 상기 돌출부들의 양 측면에 각각 배치되는 측벽 도전 패턴들(152a)을 포함한다. 상기 측벽 도전 패턴들(152a)의 상부면은 상기 돌출부(122)의 상부면보다 돌출된다. 상기 측벽 도전 패턴들(152a)의 높이는 150 nm 내지 500 nm 이고, 상기 측벽 도전 패턴들(152a)의 측면의 두께는 10 nm 내지 30nm일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 필터 및 그 제조 방법을 설명하는 개념도들이다.
도 7을 참조하면, 광학 필터의 제조 방법은, 투명 기판(120)의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터(110)를 형성하는 단계(S110); 상기 투명 기판의 타면에 무반사 코팅막을 형성하는 단계; 상기 무반사 코팅막 상에 포토레지스트층을 형성하고 패터닝하여 서로 나란히 연장되는 와이어 그리드 형태로 폴리머 패턴들(142)을 형성하는 단계(S112); 상기 폴리머 패턴들(142)을 마스크로 상기 무반사 코팅막(132)을 식각하여 무반사 코팅 패턴들(132a)을 형성하는 단계(S113); 상기 폴리머 패턴들(142)의 제1 측면 및 상부면을 덮도록 도전체로 제1 경사층착을 수행하는 단계(S114); 및 상기 폴리머 패턴들의 제1 측면의 반대측인 제2 측면과 상부면을 덮도록 도전체로 제2 경사층착을 수행하여 도전 패턴을 형성하는 단계(S116)를 포함한다. 제1 경사증착은 상기 폴리머 패턴들(142)의 제1 측면의 하부를 덮지 않을 수 있다. 또한, 상기 제2 경사 증착은 상기 폴리머 패턴들(142)의 제2 측면의 하부를 덮지 않을 수 있다. 이에 따라 상기 도전 패턴(152)은 상기 폴리머 패턴(142)의 상부면 및 측면 일부를 덮을 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 필터 및 그 제조 방법을 설명하는 개념도들이다.
도 8을 참조하면, 광학 필터의 제조 방법은, 투명 기판(120)의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터(110)를 형성하는 단계(S110); 상기 투명 기판의 타면에 무반사 코팅막(132)을 형성하는 단계; 상기 무반사 코팅막 상에 포토레지스트층을 형성하고 패터닝하여 서로 나란히 연장되는 와이어 그리드 형태로 폴리머 패턴들(142)을 형성하는 단계(S112); 상기 폴리머 패턴들(142)을 마스크로 상기 무반사 코팅막(132)을 식각하여 무반사 코팅 패턴들(132a)을 형성하는 단계(S113); 상기 폴리머 패턴들(142)의 제1 측면 및 상부면을 덮도록 도전체로 제1 경사층착을 수행하는 단계(S314); 및 상기 폴리머 패턴들의 제1 측면의 반대측인 제2 측면과 상부면을 덮도록 도전체로 제2 경사층착을 수행하여 도전 패턴을 형성하는 단계(S316)를 포함한다. 제1 경사 증착은 상기 폴리머 패턴들의 제1 측면의 하부를 덮지 않을 수 있다. 또한, 상기 제2 경사 증착은 상기 폴리머 패턴들의 제2 측면의 하부를 덮지 않을 수 있다. 이에 따라 상기 도전 패턴(152)은 상기 폴리머 패턴(142)의 상부면 및 측면 일부를 덮을 수 있다.
노광 공정은 포토레지스트 도포, 소프트 베이킹, 노광, 현상, 및 하드 베이킹을 포함한다. 상기 하드 베이킹 공정은 제1 경사 증착 공정(S316)에 의하여 인가되는 스트레스를 극복하지 못하고 기울어질 수 있도록 섭씨 150도 이하의 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 경사진 각도는 수 도 내지 수십 도일 수 있다. 구체적으로, 경사진 각도는 수직선을 기준으로 10도 내지 20도일 수 있다.
상기 도전 패턴들(152)은 경사 증착시 폴리머 패턴들(142) 및 무반사 코팅 패턴들(132a)에 스트레스를 인가하여 경사지게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터(100d)는, 투명 기판(120); 상기 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터(110); 서로 나란히 연장되고 상기 투명 기판의 타면에 배치된 무반사 코팅 패턴(132a); 서로 나란히 연장되고 상기 무반사 코팅 패턴에 정렬된 와이어 그리드 형태로 패터닝된 폴리머 패턴들(142); 및 상기 폴리머 패턴들(142) 각각의 적어도 일 측면 및 상부면을 덮는 도전 패턴들(152)을 포함한다. 상기 폴리머 패턴들(142)은 경사질 수 있다. 또한, 상기 도전 패턴들은 상기 폴리머 패턴들(142)을 따라 기울어질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터를 나타내는 FESEM(Field Emission Scanning Electron Microscope) 사진이다.
도 9를 참조하면, 폴리머 패턴들(142)의 경사진 각도는 15도 이고, 도전 패턴의 상부면의 두께는 45.1 nm이고, 측벽의 두께는 20 nm일 수 있다. 폴리머 패턴들(142)의 높이는 391.9 nm이고, 폴리머 패턴들(142)의 선폭은 238.7m이고, 스페이스의 선폭은 172.5 nm일 수 있다. 폴리머 패턴들(142) 사이에 형성된 seams은 선명한 FESEM 이미지를 얻기 위하여 증착된 백금 코팅층에 의하여 형성되었다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

Claims (13)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터;
    서로 나란히 연장되고 상기 투명 기판의 타면에 배치된 무반사 코팅 패턴;
    서로 나란히 연장되고 상기 무반사 코팅 패턴에 정렬된 와이어 그리드 형태로 패터닝된 폴리머 패턴들; 및
    상기 폴리머 패턴들 각각의 적어도 일 측면 및 상부면을 덮는 도전 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 도전 패턴들은 규칙적으로 배열되고,
    상기 도전 패턴들 각각의 라인 폭은 50 nm 내지 150 nm이고,
    상기 도전패턴들의 높이는 150 nm 내지 500 nm 이고,
    상기 도전 패턴의 측면의 두께는 10 nm 내지 30nm이고,
    상기 도전 패턴의 상부면의 두께는 10 nm 내지 60 nm인 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 폴리머 패턴들은 경사진 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  4. 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터를 형성하는 단계;
    상기 투명 기판의 타면에 무반사 코팅막을 형성하는 단계;
    상기 무반사 코팅막 상에 포토레지스트층을 형성하고 패터닝하여 서로 나란히 연장되는 와이어 그리드 형태로 폴리머 패턴들을 형성하는 단계;
    상기 폴리머 패턴들을 마스크로 상기 무반사 코팅막을 식각하여 무반사 코팅 패턴들을 형성하는 단계;
    상기 폴리머 패턴들의 제1 측면 및 상부면을 덮도록 도전체로 제1 경사층착을 수행하는 단계; 및
    상기 폴리머 패턴들의 제1 측면의 반대측인 제2 측면과 상부면을 덮도록 도전체로 제2 경사층착을 수행하여 도전 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터의 제조 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 폴리머 패턴들을 형성한 후 상기 폴리머 패턴들의 선폭을 감소시키도록 등방성 식각을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터의 제조 방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 폴리머 패턴들을 마스크로 상기 무반사 코팅막을 식각하여 무반사 코팅 패턴들을 형성하는 단계는 상기 투명 기판을 추가적으로 더 식각하는 것을 특징으로 하는 광학 필터의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 도전 패턴을 이방성 식각하여 상기 도전 패턴의 상부면을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터의 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 도전 패턴의 상부면을 제거하여 노출된 상기 폴리머 패턴들을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터의 제조 방법.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 폴리머 패턴들의 제1 측면 및 상부면을 덮도록 도전체로 제1 경사층착을 수행하는 단계는 상기 제1 경사 증착을 통하여 상기 폴리머 패턴들을 기울이는 것을 특징으로 하는 광학 필터의 제조 방법.
  10. 투명 기판;
    상기 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터;
    서로 나란히 연장되고 상기 투명 기판의 타면에 배치된 무반사 코팅 패턴;
    서로 나란히 연장되고 상기 무반사 코팅 패턴에 정렬된 와이어 그리드 형태로 패터닝된 폴리머 패턴들; 및
    상기 폴리머 패턴들 양측에 각각 배치되는 측벽 도전 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 측벽 도전패턴들의 높이는 150 nm 내지 500 nm 이고,
    상기 측벽 도전 패턴들의 두께는 10 nm 내지 30nm이고,
    상기 투명 기판의 타면은 상기 무반사 코팅 패턴과 정렬되어 돌출된 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  12. 투명 기판;
    상기 투명 기판의 일면에 배치되고 다층 박막을 포함하는 적외선 차단 필터;
    서로 나란히 연장되고 상기 투명 기판의 타면에 형성된 돌출부들; 및
    상기 돌출부들의 양 측면에 각각 배치되는 측벽 도전 패턴들을 포함하고,
    상기 측벽 도전 패턴들의 상부면은 상기 돌출부들의 상부면보다 돌출된 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 측벽 도전패턴들의 높이는 150 nm 내지 500 nm 이고,
    상기 측벽 도전 패턴의 두께는 10 nm 내지 30nm인 것을 특징으로 하는 광학 필터.
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