Abstract
The UV curing method is a popular process for lens molding on a unit wafer. This process, however, has several drawbacks including wafer adhesion during the ejection process after curing, errors in lens shape and wafer warpage due to material shrinkage during the curing process, and lens centering errors on both sides of a wafer. Among these, the lens shape error and warpage are influenced directly by the UV curing process due to factors including the UV radiation uniformity, the degree of cure according to UV intensity, and the shrinkage characteristics of the material. Therefore, a theory is needed not only to understand the change in the material characteristics, such as the shrinkage rate due to the curing reaction, but also to establish a model. In addition, an analysis system is needed to realize the model. This study proposes a new analysis method for the wafer lens molding process by Comsol modeling. This method was verified by comparing the results with those of the actual process.
웨이퍼 단위의 렌즈를 성형 시 일반적으로 UV경화 방식을 사용한다. 이 경우 발생될 수 있는 문제점은 크게. 경화후 이형과정에서 성형 렌즈의 금형 고착문제, 경화 공정 중 발생하는 소재의 수축 현상으로 렌즈간의 형상 오차 발생 및 웨이퍼 단위의 변형, 위치별 렌즈 형상 편차 발생, 웨이퍼 양면의 렌즈 형상 및 센터 정렬 오차 등이다. 이중 UV경화 과정에 직접적인 영향을 받는 것은 형상 오차 및 변형으로 그 요인은 UV 조사 균일성, UV 강도에 대한 경화도, UV 경화 소재의 수축 특성이다. 따라서 소재에 대한 경화 모델링 수립 및 경화 반응에 따른 수축율과 물성 변화에 대한 이론정립이 필요하다. 또한 이러한 모델링을 해석에 구현할 수 있는 해석 툴 개발이 필요하다. 본 연구에서는 Comsol을 이용하여 수립된 모델링을 반영하고 이를 통하여 웨이퍼 단위 렌즈의 성형 공정에 대한 해석 기법을 제안하였다. 이를 통해 7.2mm에 대한 누적 공차값을 실제 성형 공정 후 결과($0.149{\mu}m$)과 비교하여 제안한 해석 방법에 의한 결과($0.215{\mu}m$)을 비교, 검증을 수행하였으며 이를 통하여 UV경화 공정 후 변형에 대한 해석 가능성을 확인하였다.