1. Photolithography & Reflow process를 이용한 Microlens array 제작

1) Photolithography

Photolithography란, 반도체 웨이퍼 위에 감 광 성질이 있는 PR을 얇게 바른 후, 원하는 마 스크 패턴을 올려놓고 빛을 가해 사진을 찍는 것과 같은 방법으로 회로를 형성하는 것을 말한 다. 공정 방식은 좌측 그림과 같다. Silicon Substrate 위에 PR을 도포한 후, Mask를 이용 하여 원하는 형상에 맞게 광선을 조사하여 제작 한다.

PR은 빛을 받으면 반응하는 polymer이다. PR을 wafer에 넓게 도포하기 위해서는 spin coating을 하게 된다. 곧, PR의 viscosity와 spinning speed에 따라 PR의 도포 상태가 달라 진다. PR의 점성은 PAC와 solvent의 혼합으로 조절할 수 있다. 그리고 solvent는 soft baking을 통하여 제거하게 된다. 또한 PR은 cross-link된 entangled chain structure를 형 성하고 있다. 이를 UV exposure 시키면 chain이 끊어지게 되고 development process를 통하여 제거하면 원하는 형상이 제작되며, 후에 etching 시 silicon wafer를 보호해준다.

2) Reflow

Reflow 공정은 Microlens array 제작의 마지막 단계로, lens 형상을 완성하는 단계이다. development 단계까지 마친 PR Island를 확인해 보면 각이 져있는 원기둥의 형상이다. Lens의 역할을 하려면 이 원기 둥이 곡면을 형성하도록 reflow를 해주어야 한다. Heat treatment를 통해 고체 상태의 PR을 녹이게 되면 surface tension으로 인해 곡면 을 형성하게 되어 lens가 완성된다.

Lens의 curvature에 영향을 주는 요소는 PR의 밑면의 반경과 높이인 데, 이 때문에 최초 도포하는 PR의 높이가 중요하다.