DE4141869A1 - Verfahren zur bearbeitung von lichtempfindlichem glas - Google Patents
Verfahren zur bearbeitung von lichtempfindlichem glasInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbe
griff des Anspruches 1 zum Bestrahlen von lichtempfindlichem Glas
mit Licht, um es zu bearbeiten.
Ein Verfahren zum Bestrahlen von lichtempfindlichem Glas mit Licht
und anschließender thermischer Entwicklung des Glases ist bereits be
kannt. Ein solches entwickeltes Glas kann anschließend geätzt werden.
Beispielsweise wird dieses Verfahren von Takashi Matsuura,
"Photosensitive Glass for Chemical Cutting" in "Practical Surface Tech
nologies", Nr. 11, Seiten 1 bis 7, 1988, beschrieben. Dieser Artikel
wird im folgenden als Referenz 1 bezeichnet. Dieses Verfahren umfaßt
einen Bestrahlungsschritt, einen thermischen Entwicklungsschritt und
einen Ätzschritt. Im Bestrahlungsschritt werden gewünschte Bereiche
eines lichtempfindlichen Glases dem Licht von einer Ultraviolettlampe
wie etwa einer Superhochdruck-Quecksilberlampe ausgesetzt. Im ther
mischen Entwicklungsschritt wird das Glas auf 500 bis 700°C erhitzt,
um die bestrahlten Bereiche zu kristallisieren. Im Ätzschritt werden die
kristallisierten bestrahlten Bereiche mittels einer Ätzflüssigkeit (Lösung
einer Fluorwasserstoffsäure) herausgelöst.
Selbst wenn das Verfahren mit dem thermischen Entwicklungsschritt
und ohne Ausführung des Ätzschrittes endet, erscheint ein im Glas
ausgebildeter kristalliner Bereich wegen der Lichtdurchlaßeigenschaf
ten des kristallinen Bereichs gelb oder blau gefärbt. Daher kann das
Glas für Anzeige- oder Aufzeichnungszwecke verwendet werden.
In Fig. 21 wird das Verfahren des Standes der Technik erläutert. Ein
lichtempfindliches Glas 14 wird dem von einer Ultraviolettlampe 13
wie etwa einer Superhochdruck-Quecksilberlampe emittierten Licht
ausgesetzt. Dieses herkömmliche Verfahren besitzt verschiedene Pro
bleme, die im folgenden beschrieben werden. Erstens dauert die Be
strahlung des Glases sehr lange. Außerdem ist es wegen der geringen
Geradlinigkeit des Lichtstrahls unmöglich, eine mikroskopische Bear
beitung auszuführen. Die geringe Geradlinigkeit bildet außerdem eine
Ursache für eine Unschärfe des Bestrahlungsmusters auf der Oberflä
che 14b gegenüber der Einfallsfläche 14a, auf die das Licht einfällt.
In Fig. 22 ist die Spektralverteilung einer Superhochdruck-Quecksil
berlampe, die üblicherweise als Ultraviolettlampe bekannt ist, gezeigt.
Dieser Graph zeigt, daß die spektrale Verteilung der Quecksilberlampe
einen weiten Wellenlängenbereich sowohl von sichtbarem Licht als
auch von ultraviolettem Licht überdeckt. In der Referenz 1 wird festge
stellt, daß lichtempfindliches Glas normalerweise auf Wellenlängen
zwischen 240 nm und 360 nm der von einer Ultraviolett-Strahlungs
quelle emittierten Strahlung anspricht. Das bedeutet, daß bei Verwen
dung einer Quecksilberlampe die Wellenlängen oberhalb von 360 nm
zur Bestrahlung des lichtempfindlichen Glases nicht beitragen. Das
heißt, daß ein großer Anteil der Bestrahlungsenergie nutzlos verbraucht
wird. Daher ist die Bestrahlungseffizienz gering und die Bestrahlungs
zeit lang. In der Referenz 1 wird ein Beispiel angegeben, in der eine
Bestrahlungsoperation unter Verwendung einer Hg-Xe-Lampe während
13 Minuten ausgeführt worden ist. Der Anmelder der vorliegenden Er
findung hat ebenfalls ein entsprechendes Experiment ausgeführt und
festgestellt, daß eine Bestrahlung von 30 Minuten notwendig ist, um
lichtempfindliches Glas mit einer Superhochdruck-Quecksilberlampe
von 500 W (hergestellt von Ushio Electric Co., Ltd unter dem Pro
duktnamen Multilight II Type) zu bestrahlen.
Es ist ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Verfahrens, daß ein
zelne dünne Platten von lichtempfindlichem Glas nacheinander bestrahlt
werden müssen. Für die Erhöhung der Produktivität müssen teure Be
strahlungsgeräte in großer Anzahl vorgesehen werden. Alternativ muß
die Bestrahlungszeit abgekürzt werden.
Gleichzeitig muß für eine Verfeinerung des Bestrahlungsmusters und
eine Verringerung der Unschärfe des Musters auf der der Einfallsflä
che gegenüberliegenden Fläche die Geradlinigkeit der Lichtquelle ver
bessert werden. Daher ist es notwendig, die Lichtquelle so zu fokussie
ren, daß sie einer idealen Punktquelle angenähert wird. Dadurch wird
wiederum die Helligkeit der Lichtquelle verringert. Im Ergebnis wird
die Bestrahlungszeit um ein Mehrfaches erhöht. Folglich wird die Pro
duktivität in hohem Maß verschlechtert. Daher besteht die Forderung
nach einer Abkürzung der Bestrahlungszeit, um sowohl den Anwen
dungsbereich von lichtempfindlichem Glas zu erweitern als auch die
obigen Probleme zu vermeiden.
Der Anmelder der vorliegenden Erfindung hat außerdem eine Reihe
von Experimenten ausgeführt, in denen jeweils für drei Stunden eine
Bestrahlungseinrichtung für die Bearbeitung von Halbleitern verwendet
wurde, um die Grenzen der mikroskopischen Bearbeitung festzustellen.
Das Bestrahlungsgerät war ein von Canon hergestelltes Masken-Aus
richtgerät PLA. Dieses Gerät verwendet eine Lichtquelle mit einer ver
hältnismäßig guten Geradlinigkeit. Als Lichtquelle wird eine Super
hochdruck-Quecksilberlampe von 250 W verwendet. Das verwendete
lichtempfindliche Glas besteht hauptsächlich aus 70-84% SiO2, 5-20%
Li2O, 3-10% Al2O3, 0,01-0,1% CeO2, 0,05-0,3% Ag und 0,1-0,3%
As2O3. In einigen der Experimente wurden Spuren von anderen Sub
stanzen wie etwa Na2O, SnO2, Cu2O, ZnO, K2O, PbO, CaO, SrO,
BaO und ZrO2 hinzugefügt.
Die Ergebnisse der Experimente zeigen, daß die Grenzätztiefe durch 48
µm und die Grenzmustergröße durch eine Breite von ungefähr 8 µm
gegeben sind. Es besteht jedoch im Bereich der Tintenstrahldrucker
köpfe und der Mikro-Materialbearbeitung die Forderung nach feineren
Bearbeitungstechniken. Die obenerwähnten Grenzen der mikroskopi
schen Bearbeitung, die durch die geringe Geradlinigkeit der Lichtquelle
für die Bestrahlung gesetzt werden, haben die Anwendung von licht
empfindlichem Glas in diesen Bereichen bisher verhindert.
Der Anmelder der vorliegenden Erfindung hat außerdem ein Experi
ment bezüglich der Musterunschärfe auf der der Lichteinfallsseite ge
genüberliegenden Seite ausgeführt und die folgenden Tatsachen ermit
telt. Selbst wenn ein lichtempfindliches Glas der obenerwähnten Zu
sammensetzung unter Verwendung einer verbesserten Optik bestrahlt
wurde, wurde ein kristalliner Bereich mit einem Streuwinkel von
1,4° in bezug auf die Einfallsrichtung ausgebildet. Insbesondere enthielt
die verwendete Optik eine Superhochdruck-Quecksilberlampe von 500
W (hergestellt wie Ushio Electric Co., Ltd unter dem Produktnamen
Multilight II Type). Die Optik wurde so ausgebildet, daß die Geradli
nigkeit verbessert wurde. Im Falle eines lichtempfindlichen Glases mit
einer Dicke von 1 mm streute das Muster auf jeder Seite mit 24 µm,
wenn das Muster die Abmessung 100 µm besaß. Auf der der Lichtein
fallsseite gegenüberliegenden Seite streute das Muster mit 148 µm.
Daraus ergeben sich vom praktischen Standpunkt aus betrachtet Pro
bleme.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bearbei
tungsverfahren für die Bestrahlung selbst von dickem lichtempfindli
chen Glas mit hoher Abmessungsgenauigkeit zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bearbei
tungsverfahren für die Ausführung einer effizienten Bestrahlungsope
ration in kurzer Zeit zu schaffen.
Diese Aufgaben werden bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art
erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil
des Anspruches 1.
Erfindungsgemäß kann im Bestrahlungsschritt ein Bestrahlungsmuster
dadurch erzeugt werden, daß ein scharf fokussierter Laserstrahl auf die
zu bestrahlende Fläche des lichtempfindlichen Glases auftrifft, während
der Strahl manuell bewegt wird. Dabei kann ein Abtastsystem verwen
det werden, das mittels einer Schablone oder dergleichen entlang einer
Führungskurve bewegt wird oder das entsprechend einer entweder von
einem Computer erzeugten oder von einer in einem Computer gespei
cherten Information bewegt wird. Erfindungsgemäß kann ein komple
xeres Bestrahlungsmuster dadurch erzeugt werden, daß die Bestrahlung
durch den Laserstrahl entsprechend der entweder vom Computer er
zeugten oder in diesem gespeicherten Information wiederholt ein- und
ausgeschaltet wird, während das Laserbestrahlungsgerät relativ zum
Glas bewegt wird.
Wenn das bestrahlte lichtempfindliche Glas in einer zur Bestrahlungs
richtung nicht parallelen Richtung in eine Mehrzahl von Teilen zer
schnitten wird, können eine Mehrzahl von Elementen lichtempfindli
chen Glases effizient ausgebildet werden.
Der Bestrahlungsschritt kann erfindungsgemäß die gleichzeitige Be
strahlung von übereinandergeschichteten dünnen Platten lichtempfindli
chen Glases umfassen. In diesem Fall können eine Mehrzahl von dün
nen Platten lichtempfindlichen Glases mit verbesserter Produktivität
bearbeitet werden.
Der Bestrahlungsschritt kann erfindungsgemäß auch die Bestrahlung
des lichtempfindlichen Glases mittels eines Laserstrahls umfassen, wo
bei das Glas in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, deren Brechungsin
dex angenähert demjenigen des Glases ist. In diesem Fall kann die Be
strahlungsoperation mit höherer Produktivität ausgeführt werden.
Im Bestrahlungsschritt kann durch die Anordnung einer Bestrahlungs
mustermaske zwischen dem lichtempfindlichen Glas und einem opti
schen System für die Laserbestrahlung eine sehr feine Struktur, die
durch die Abmessungen der Bestrahlungsmustermaske bestimmt wird,
wirksam bestrahlt werden.
In einem Bestrahlungsschritt, in dem der sehr scharf fokussierte Laser
strahl verwendet wird, kann erfindungsgemäß ein komplexes Bestrah
lungsmuster durch Verwendung einer Bestrahlungsmustermaske leicht
erzeugt werden.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den
Unteransprüchen, die sich auf besondere Ausführungsformen der vor
liegenden Erfindung beziehen, angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungs
formen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 einen Aufriß für die Erläuterung eines Bestrahlungsschrittes
gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 2 einen Aufriß eines lichtempfindlichen Glases, das dem in Fig.
1 erläuterten Bestrahlungsschritt unterzogen worden ist;
Fig. 3 einen Aufriß eines in einem thermischen Entwicklungsschritt
bearbeiteten lichtempfindlichen Glases;
Fig. 4 einen Querschnitt eines lichtempfindlichen Glases, das einem
Ätzschritt unterzogen worden ist;
Fig. 5 einen Querschnitt eines Tintenstrahldruckerkopfes, der aus
dem lichtempfindlichen Glas hergestellt worden ist;
Fig. 6 einen Graph der Spektralverteilung eines Xenonchlorid-Ex
cimer-Lasers;
Fig. 7 einen Aufriß für die Erläuterung eines Bestrahlungsschrittes
unter Verwendung einer Bestrahlungsmustermaske in der er
sten Ausführungsform;
Fig. 8 einen Aufriß eines lichtempfindlichen Glases, das dem in Fig.
7 erläuterten Bestrahlungsschritt unterzogen worden ist;
Fig. 9 einen Aufriß für die Erläuterung eines weiteren Beispiels ei
nes Bestrahlungsschrittes unter Verwendung einer Bestrah
lungsmustermaske in der ersten Ausführungsform;
Fig. 10 einen Aufriß des in Fig. 9 gezeigten lichtempfindlichen
Glases, das einer thermischen Entwicklung unterzogen wor
den ist;
Fig. 11 einen Aufriß des in Fig. 9 gezeigten lichtempfindlichen
Glases, das geätzt worden ist;
Fig. 12 einen Graphen für die Erläuterung der Beziehung zwischen
der Gesamtenergiemenge des Bestrahlungslichtes und dem
Ätzratenverhältnis in der ersten Ausführungsform;
Fig. 13 einen Aufriß für die Erläuterung des Bestrahlungsschrittes
gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 14 einen überhöht gezeichneten Aufriß für die Erläuterung des
Ätzschrittes gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 15 einen Aufriß für die Erläuterung eines Bestrahlungsschrittes
unter Verwendung einer Bestrahlungsmustermaske in der
zweiten Ausführungsform;
Fig. 16 einen Aufriß für die Erläuterung des Bestrahlungsschrittes
gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 17 einen Aufriß für die Erläuterung eines Bestrahlungsschrittes
unter Verwendung einer Bestrahlungsmustermaske in der
dritten Ausführungsform;
Fig. 18 einen Aufriß für die Erläuterung des Bestrahlungsschrittes
gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung;
Fig. 19 einen Aufriß für die Erläuterung eines Bestrahlungsschrittes
unter Verwendung einer Bestrahlungsmustermaske in der
vierten Ausführungsform;
Fig. 20 einen Graphen für die Erläuterung der Beziehung zwischen
der Wellenlänge des auf das lichtempfindliche Glas einfallen
den Lichtes gemäß einer fünften Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung und der Durchlässigkeit des Glases;
Fig. 21 einen Aufriß für die Erläuterung eines herkömmlichen Be
strahlungsschrittes;
Fig. 22 einen Graphen für die Darstellung der Spektralverteilung des
von einer Quecksilberlampe emittierten Lichts; und
Fig. 23 einen Aufriß für die Darstellung eines weiteren herkömmli
chen Bestrahlungsschrittes.
Nun werden mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 die einzelnen Schritte des
neuen Verfahrens für die Herstellung eines Tintenstrahldruckerkopfes
aus dem lichtempfindlichen Glas nacheinander beschrieben. Wie in
Fig. 1 gezeigt, wird zunächst eine dünne Platte eines lichtempfindlichen
Glases 1 mit polierten Vorder- und Rückseiten 1a und 1b auf einem
Schlitten 2 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt
die Dicke der dünnen Platte 11 mm. Ein oberhalb der dünnen Glas
platte angeordneter Excimer-Laser 3 emittiert einen XeCl-Excimer-La
serstrahl. Damit werden sämtliche zu ätzenden Bereiche der Glasplatte
1 bestrahlt, wie in Fig. 2 gezeigt, indem entweder der Schlitten 2 mit
tels einer Bewegungsvorrichtung oder eines (nicht gezeigten) optischen
Systems bewegt wird oder der Laser im (eventuell intermittierenden)
Abtastbetrieb arbeitet.
Nach dem Ende der Bestrahlung wird die Platte des lichtempfindlichen
Glases 1 auf eine hohe Temperatur von ungefähr 500 bis 700°C erhitzt,
um die bestrahlten Bereiche 1c zu kristallisieren, wie in Fig. 3 gezeigt
ist; hierdurch wird ein thermischer Entwicklungsschritt ausgeführt.
Dann wird diese dünne Platte des lichtempfindlichen Glases 1 mit einer
Ätzflüssigkeit, die etwa aus einer 5 bis 10%igen Lösung von Fluor
wasserstoffsäure (HF) besteht, gespült. In dieser Phase werden die
Zeitintervalle, in denen das lichtempfindliche Glas in der Ätzflüssigkeit
gebadet wird, von einem Bereich zum nächsten verschieden lang be
messen, um den Ätzeintrag zu verändern. Auf diese Weise werden
Tintenkanäle 1d mit schrägen Bereichen ausgebildet, wie in Fig. 4 ge
zeigt ist. In der vorliegenden Ausführungsform werden die beiden Sei
ten der Platte des lichtempfindlichen Glases geätzt, um auf den Vorder-
und Rückseiten Tintenkanäle 1d auszubilden.
Nachdem ein Fluidkanal-Substrat aus der dünnen Platte des lichtemp
findlichen Glases auf diese Weise hergestellt worden ist, werden an das
Glas schwingende Membranen 4 angehaftet, um die Tintenkanäle 1d
auf beiden Oberflächen zu verschließen. An den Membranen 4 werden
piezoelektrische Elemente 5 angebracht, um den Tintenstrahldrucker
kopf zu vervollständigen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Die Tin
tenkanäle 1d in diesem Kopf werden von einer (nicht gezeigten) Ver
sorgungseinrichtung mit Tinte versorgt. Wenn an die piezoelektrischen
Elemente elektrische Leistung geliefert wird, verformen sich die vi
brierenden Membranen 4 nach innen, wodurch die im Inneren der
Kanäle befindliche Tinte mit Druck beaufschlagt wird und so die Tinte
ausgespritzt wird.
In der vorliegenden Erfindung wird die dünne Platte des lichtempfindli
chen Glases 1 mit einem Laserstrahl bestrahlt, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Die Streuung des vom Laser emittierten Lichts kann in hohem Maße
verringert werden. Daher breitet sich das Licht im wesentlichen gerad
linig aus. Selbst wenn die Platte des lichtempfindlichen Glases 1 ver
hältnismäßig dick ist, können folglich sowohl die Lichteinfallsfläche 1a
als auch die dieser Fläche gegenüberliegende Fläche 1b genau bestrahlt
werden. Wenn daher beide Seiten geätzt werden, können Fluidkanäle
oder dergleichen mit derselben Form in beiden Flächen ausgebildet
werden.
Die spektrale Verteilung des Lichtes von einem in der vorliegenden
Ausführungsform verwendeten XeCl-Excimer-Lasers ist in Fig. 6 ge
zeigt. Die Oszillatorwellenlänge dieses XeCl-Excimer-Lasers beträgt
308 nm. Bei anderen Wellenlängen ist die Lichtintensität im wesentli
chen Null. Das heißt, daß außer den Wellenlängen, auf die das licht
empfindliche Glas anspricht, im wesentlichen keine Wellenlängen vor
handen sind. Nahezu die gesamte Energie der emittierten Strahlung
wird somit für die Bestrahlung des lichtempfindlichen Glases verwen
det. Aus diesem Grund ist der Bestrahlungswirkungsgrad hoch, außer
dem kann die Betriebszeit abgekürzt werden. Wie später beschrieben,
ist die Intensität der Laserstrahlung stärker als diejenige des von einer
gewöhnlichen Ultraviolettlampe oder dergleichen emittierten Lichts, so
daß das lichtempfindliche Glas gegenüber dem Wellenlängenbereich,
der von einer Ultraviolettlampe emittiert wird, in einem weiteren Wel
lenlängenbereich zwischen ungefähr 150 nm und 400 nm, der vom La
ser emittiert wird, anspricht.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Laserstrahl mit sehr klei
nem Durchmesser so beschaffen, daß er direkt auf die dünne Platte des
lichtempfindlichen Glases auftrifft, um diese zu bestrahlen. Dieser
Vorgang ist als Strahlbelichtung bekannt. Es ist auch möglich, das
lichtempfindliche Glas mit einem Laserstrahl zu bestrahlen, nachdem
die nicht zu bestrahlenden Bereiche maskiert worden sind. Wenn ein
Bestrahlungsmuster beispielsweise mikroskopische Bereiche aufweist,
die enger als der Durchmesser des Laserstrahls sind, und wenn eine
Bestrahlungsoperation ausgeführt wird, könnte in Betracht gezogen
werden, den Brennpunkt der Optik unter Verwendung einer Linse zu
verändern, um den Brennpunkt des Laserstrahls nur in den oben er
wähnten mikroskopischen Bereichen schärfer auszubilden. Dadurch
wird jedoch der Aufbau in hohem Maß kompliziert. Folglich wird auf
der dünnen Platte des lichtempfindlichen Glases eine dem mikroskopi
schen Muster entsprechende Musterplatte angeordnet. Unter dieser Be
dingung wird das Glas mit dem Laserstrahl belichtet. Auf diese Weise
kann das Glas effizient mit einem einzigen Gerät belichtet werden.
In den Fig. 7 und 8 ist ein Beispiel eines solchen Bestrahlungsschrittes
gezeigt. Genauer wird auf der Platte des lichtempfindlichen Glases eine
Bestrahlungsmustermaske 15 angeordnet. Die Maske umfaßt Licht
durchlaßbereiche 15a, die dieselbe Form wie die Tintenkanäle 1d besit
zen, und Lichtsperrbereiche 15b von anderer Form. Der Laserstrahl ist
so beschaffen, daß er auf die Platte des lichtempfindlichen Glases 1
durch diese Maske 15 einfällt. Wie in Fig. 8 gezeigt, werden die Licht
durchlaßbereiche 15a mit dem Laserstrahl insgesamt abgetastet. Dann
werden der in Fig. 3 gezeigte thermische Entwicklungsschritt und der
Ätzschritt auf die gleiche Weise wie weiter oben beschrieben ausge
führt, um die in Fig. 4 gezeigten Tintenkanäle 1d auszubilden. Die
schwingenden Membranen und die piezoelektrischen Elemente 5 wer
den auf starre Weise angebracht, um den in Fig. 5 gezeigten Tinten
strahlkopf zu vervollständigen.
In diesem Verfahren lassen die Lichtsperrbereiche 15b das Laserlicht
nicht hindurch, so daß das lichtempfindliche Glas unter diesen Ab
schnitten nicht belichtet wird. Folglich kann eine mikroskopische Bear
beitung ausgeführt werden. Beispielsweise können Rillen, die dünner
als der Durchmesser des Laserstrahls sind, etwa die Düsen des Tinten
strahlkopfes, ausgebildet werden. Außerdem kann die Bearbeitungs
genauigkeit durch eine genaue Ausbildung der Mustermaske 15 erhöht
werden.
In der obigen Ausführungsform wird in dem Fall, in dem eine Fläche,
die breiter als der Durchmesser des Laserstrahls ist, abgetastet werden
soll, bei Verwendung der Bestrahlungsmustermaske ein (eventuell in
termittierender) Abtastbetrieb des Laserstrahls ausgeführt, um das Glas
zu belichten. Das heißt, daß es sich hierbei um ein Beispiel einer
Strahlbelichtung handelt. Im folgenden wird ein Beispiel im einzelnen
beschrieben, in dem der Durchmesser des Laserstrahls auf einen Wert
erhöht wird, der mit der Bestrahlungsmustermaske vergleichbar ist
oder größer ist, um die gesamte von der Maske abgedeckte Fläche
während einer einzigen Operation zu bestrahlen.
Zunächst wird mit Bezug auf Fig. 23 ein herkömmliches Schema dieser
Bestrahlung beschrieben. Das Licht von einer Quecksilberlampe 16
wird von einem elliptischen, konkaven Spiegel 17 reflektiert und auf
einen ersten Spiegel 18 gerichtet. Das vom ersten Spiegel 18 reflek
tierte Licht wird über einen Integrator (Fliegenaugenlinse) 19 auf einen
zweiten Spiegel 20 gerichtet. Das vom zweiten Spiegel 20 reflektierte
Licht wird über eine Sammellinse 21 und eine Bestrahlungsmuster
maske 22 auf das lichtempfindliche Glas 23 projiziert, um das Glas zu
belichten. In diesem herkömmlichen System werden der erste Spiegel
18 und der zweite Spiegel 20 dazu verwendet, die Optik des Systems
klein zu gestalten. Der Integrator 19 wird für die Homogenisierung der
Lichtintensität verwendet. Die Sammellinse dient der Verbesserung der
Geradlinigkeit des Lichtes. Auch in diesem herkömmlichen System
wird die Quecksilberlampe 16 verwendet. Daher ist die Geradlinigkeit
des Lichtes nicht ausreichend. Außerdem ist, wie oben erwähnt, die
Bestrahlungszeit lang.
Nun werden mit Bezug auf die Fig. 9 bis 11 die einzelnen Schritte ei
nes neuen Verfahrens zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas für
die Ätzung mikroskopischer Rillen beschrieben.
Wie in Fig. 9 gezeigt, werden in einem ersten Schritt sowohl die Vor
derseite 1a und als auch die Rückseite 1b der dünnen Platte des licht
empfindlichen Glases 1, die eine Dicke von 1 mm besitzt, poliert.
Oberhalb des Glases wird ein XeCl-Excimer-Laser 3 positioniert. Die
Laserstrahlung beleuchtet durch eine Bestrahlungsmustermaske 15
gleichzeitig die gesamte Fläche 1a des lichtempfindlichen Glases. In
diesem Beispiel umfaßt die Lasereinrichtung 3 nur einen einzigen La
ser. In der Praxis wird jedoch eine Optik ähnlich der im in Fig. 23 ge
zeigten herkömmlichen Beispiel verwendeten Optik eingesetzt, um den
Durchmesser des dünnen Laserstrahls ungefähr auf die Größe des
lichtempfindlichen Glases zu erweitern. Das Glas besitzt die gleiche
Zusammensetzung wie das im herkömmlichen Beispiel verwendete
Glas. Der Wellenlängenbereich des Bestrahlungslichtes, auf das das
lichtempfindliche Glas anspricht, liegt zwischen 240 nm und 360 nm
und basiert auf den spektralen Durchlaßeigenschaften für eine gewöhn
liche ultraviolette Strahlungsquelle. Der Wellenlängenbereich des für
die Bestrahlung verwendeten Laserlichts, auf das das Glas anspricht,
liegt zwischen 150 nm und 400 nm.
Die Spezifikationen des verwendeten XeCl-Excimer-Lasers 3 sind die
folgenden: Oszillationswellenlänge: 308 nm; Energie pro Impuls: 80
mJ/cm2; Impulsbreite: 20 ns; Wiederholfrequenz 200 Hz.
Wie in Fig. 10 gezeigt, wird im zweiten Schritt das bestrahlte lichtemp
findliche Glas 1 auf eine hohe Temperatur von 500 bis 700°C erhitzt,
um die bestrahlten Bereiche 1c zu kristallisieren. Das heißt, daß ein
thermischer Entwicklungsschritt ausgeführt wird. Wie in Fig. 11 ge
zeigt, wird im nächsten Schritt die Platte des lichtempfindlichen Glases
mit einer Ätzflüssigkeit, die etwa aus einer 5-10%igen Lösung von
Fluorwasserstoffsäure besteht, gespült, um das Glas zu ätzen. Auf
diese Weise werden die kristallisierten bestrahlten Bereiche 1c heraus
gelöst, um Rillen auszubilden, die als Tintenkanäle 1d dienen.
Die Beziehung zwischen der Impulsanzahl des XeCl-Excimer-Laser-
Strahls, das heißt der Gesamtenergie des Bestrahlungslichtes, und dem
Ätzratenverhältnis ist in Fig. 12 gezeigt.
Die Energie pro Impuls des XeCl-Excimer-Laser-Strahls betrug 80
mJ/cm2. Damit wurde ein sehr hohes Ätzratenverhältnis von mehr als 10
erhalten. Es ist ersichtlich, daß Kristalle erzeugt werden können, die
mit einer viel höheren Rate als die unbestrahlten Bereiche geätzt wer
den können.
Wenn ein lichtempfindliches Glas mit derselben Zusammensetzung mit
einer Superhochdruck-Quecksilberlampe bestrahlt wurde, war eine Be
strahlungszeit von ungefähr 30 Minuten erforderlich, um ein Ätzraten
verhältnis zu erhalten, das annähernd gleich dem obengenannten Ver
hältnis war. Mit dem obenerwähnten XeCl-Excimer-Laser wird mit ei
ner Frequenz von 200 Hz ein Impuls erzeugt. Daher beträgt die Zeit
0,005 Sekunden. Daraus folgt, daß die Bestrahlungszeit um den Faktor
360 000 abgekürzt werden kann.
Im Hinblick auf die mikroskopische Bearbeitung ist bei einer her
kömmlichen Superhochdruck-Quecksilberlampe die Grenze der mikro
skopischen Bearbeitung durch 6 µm gegeben. Wenn eine Bestrahlungs
operation mit einem XeCl-Excimer-Laser ausgeführt wird und die Ätz
tiefe ungefähr 10 µm betragen soll, ist eine Mustergröße von 2 µm
möglich. Dies hat positive Auswirkungen auf die mikroskopische Bear
beitung.
Die Streuung des Lichts kann in einem Bereich von ungefähr 0,23° ge
halten werden. Wenn das eine Dicke von ungefähr 1 mm besitzende
lichtempfindliche Glas bestrahlt wird und eine Musterbreite von 100
µm erhält, beträgt die Streuung auf jeder Seite ungefähr 4 µm. Daher
beträgt die Größe des Musters auf der der Lichteinfallsseite gegen
überliegenden Seite 108 µm. Das bedeutet, daß die Größe im Vergleich
zu der mit der herkömmlichen Ultrahochdruck-Quecksilberlampe er
zielten Größe um den Faktor 6 reduziert werden kann.
Die Mustermaske ist nicht auf eine ein Quarzsubstrat 15 und auf dem
Substrat ausgebildete Lichtsperrbereiche umfassende Maske, wie sie in
Fig. 9 gezeigt ist, beschränkt. Es kann auch eine Maske verwendet
werden, die eine Lichtsperrplatte aufweist, in der in einem gewünsch
ten Muster Löcher ausgebildet sind.
Nun wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
beschrieben. In Fig. 13 ist ein Block eines lichtempfindlichen Glases 6
mit einer Dicke von ungefähr 5 mm gezeigt, der mit Licht von einem
XeCl-Laser bestrahlt wird, um das Glas auf die gleiche Weise wie in
der ersten Ausführungsform zu belichten. Nach dem Ende der Be
strahlung wird der Block 6 entlang den Schnittlinien 7, die zur Be
strahlungsrichtung im wesentlichen senkrecht sind, in kleine Stücke 6a
bis 6e zerschnitten. Zum Schneiden des Blocks 6 wird eine z. B. Ab
stechdrehmaschine oder eine Maschine zum Schneiden in Würfel
(Dicing-Maschine), die als Werkzeug zum Schneiden von Halbleiter-
Wafern wohlbekannt ist, verwendet. Nach der thermischen Entwick
lung der kleinen Teile 6a bis 6e werden diese wie in Fig. 14 gezeigt
angeordnet. Eine Seite eines jeden kleinen Teils wird mit einem
Schutzelement 8 abgedeckt. In diesem Zustand wird von oben (in Fig.
14) eine (nicht gezeigte) Ätzflüssigkeit auf die kleinen Teile 6a bis 6e
geschüttet, um diese zu ätzen. Nachdem auf diese Weise geätzt worden
ist, werden die kleinen Teile 6a bis 6e umgedreht. Anschließend wird
die andere Seite auf die gleiche Weise geätzt. Somit werden eine Mehr
zahl von kleinen Teilen 6a und 6e erhalten, deren beide Seiten auf ähn
liche Weise bearbeitet worden sind.
In dieser Ausführungsform können die zahlreichen Plattenelemente 6a
bis 6e gleichzeitig bestrahlt werden, so daß die Effizienz des Vorgangs
stark verbessert wird. Außerdem ist eine Abkürzung der Betriebszeit
möglich. Wie in Fig. 14 gezeigt, werden die Mehrzahl von Elementen
gleichzeitig geätzt. Daher kann die Betriebszeit weiter abgekürzt wer
den. Insbesondere bei der Herstellung einer Mehrzahl von kleinen
Teilen mit derselben Form ist der Betrieb gemäß der vorliegenden Aus
führungsform äußerst effizient.
Damit das Bestrahlungslicht normal eintritt, wird die Oberfläche des
lichtempfindlichen Glases poliert. Wenn eine Mehrzahl von Plattenele
menten durch die Verfahren des Standes der Technik hergestellt wer
den, müssen die Oberflächen der Plattenelemente getrennt poliert wer
den. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist es ledig
lich notwendig, eine Seite des Blocks 6 zu polieren. Dadurch wird die
Anzahl der Polierschritte in hohem Maß verringert, wodurch die Effi
zienz des Vorgangs verbessert wird.
In Fig. 15 ist ein Beispiel gezeigt, in dem bei einem solchen Bearbei
tungsverfahren ein Belichtungsbetrieb unter Verwendung einer Be
strahlungsmustermaske ausgeführt wird. Genauer wird auf der Ober
seite eines Blocks aus lichtempfindlichem Glas 6 eine aus Lichtdurch
laßbereichen 15a und Lichtsperrbereichen 15b bestehende
Mustermaske 15 angeordnet. Dann wird der Block 6 durch die
Mustermaske 15 hindurch mit Laserstrahlung bestrahlt. Die
anschließenden Schritte der thermischen Entwicklung, des Ätzens und
anderer Schritte sind ähnlich denjenigen, wie sie im obigen Beispiel
beschrieben worden sind. Auf diese Weise kann durch die Ausführung
einer Bestrahlungsoperation bei Verwendung der Mustermaske 15 eine
mikroskopische und eine genaue Bearbeitung erzielt werden.
In Fig. 16 ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
gezeigt, in der eine Mehrzahl von dünnen Platten von lichtempfindli
chem Glas 9a bis 9e, die jeweils übereinander angeordnet und mitein
ander verklebt sind, bestrahlt werden. Auch bei diesem Verfahren kann
die Zeit für den Belichtungsschritt abgekürzt werden. Außerdem wird
die Effizienz des Vorgangs verbessert. Wie in Fig. 17 gezeigt, kann
durch die Ausführung einer Bestrahlungsoperation unter Verwendung
einer Bestrahlungsmustermaske 15 eine genaue Bearbeitung erzielt
werden.
Da sich der Laserstrahl sehr geradlinig ausbreitet, treten beim Durch
gang dieses Strahls durch das Glas kaum Streuungen auf, selbst wenn
das lichtempfindliche Glas wie in der zweiten Ausführungsform dick ist
oder wenn eine Mehrzahl von dünnen Platten des lichtempfindlichen
Glases übereinandergeschichtet und verklebt sind. Dadurch ist durch
das ganze Glas hindurch von der Oberseite bis zur Unterseite eine ge
naue Bestrahlung möglich. Folglich können die kleinen Teile 6a bis 6e
und 9a bis 9e, die gemäß der zweiten bzw. der dritten Ausführungs
form hergestellt werden, mit hoher Abmessungsgenauigkeit geätzt wer
den.
In der ersten bis dritten Ausführungsform wird die Bestrahlungsopera
tion dann ausgeführt, wenn sich das lichtempfindliche Glas in Luft be
findet. Wenn die Bestrahlungsoperation so ausgeführt wird, daß das
Glas in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, die einen Brechungsindex be
sitzt, der demjenigen des Glases angenähert ist, wird die Operation
durch die Reflexion und die Brechung des Lichts an der Oberfläche des
Glases weniger stark beeinflußt, so daß das Glas mit höherer Genauig
keit bestrahlt werden kann. In Fig. 18 ist ein Beispiel hierfür gezeigt,
wobei Platten aus lichtempfindlichem Glas 12a bis 12e in einem Behäl
ter 11 angeordnet sind, der mit einer Flüssigkeit 10 gefüllt ist, deren
Brechungsindex dem Brechungsindex (1,51117) des lichtempfindlichen
Glases angenähert ist und die Licht gut durchläßt. Benzol, das einen
Brechungsindex von 1,5012 besitzt, stellt ein Beispiel für eine solche
Flüssigkeit dar. In der vorliegenden Ausführungsform werden die dün
nen Glasplatten 12a bis 12e mittels (nicht gezeigter) Schablonen über
einandergeschichtet, derart, daß sich die Platten in vertikaler Richtung
in gegenseitigem Abstand befinden. In die Spalten zwischen diesen
Platten wird die Flüssigkeit 10 eingefüllt. Die Glasplatten werden unter
Verwendung eines Laserstrahls auf die gleiche Weise wie in der dritten
Ausführungsform bestrahlt. In diesem Fall wird die Operation durch
die Reflexion oder die Brechung des Lichts nicht beeinflußt. Daher
können die Platten des lichtempfindlichen Glases 12a bis 12e genau be
lichtet werden.
Als Flüssigkeit 10, in die die Platten des lichtempfindlichen Glases ein
getaucht werden, kann jede gewünschte Flüssigkeit verwendet werden,
solange deren Brechungsindex in der Größenordnung von 1,5 liegt, das
heißt, solange er in der Nähe des Brechungsindex des lichtempfindli
chen Glases liegt und Licht gut hindurchläßt. Beispiele dieser Flüssig
keiten stellen Tetrachlorkohlenstoff mit einem Brechungsindex von
1,4607 und Paraffinöl mit einem Brechungsindex von 1,48 dar. In die
ser Ausführungsform werden die dünnen Platten des lichtempfindlichen
Glases in die Flüssigkeit 10 gegeben, wobei sie in gegenseitigem Ab
stand übereinander geschichtet sind. Wenn wie in der ersten Ausfüh
rungsform nur ein Plattenelement bestrahlt wird oder wenn wie in der
zweiten Ausführungsform ein Block bestrahlt wird, kann die Genauig
keit durch die Bestrahlung des lichtempfindlichen Glases in der Flüs
sigkeit 10 erhöht werden.
Selbstverständlich kann auch in diesem Fall eine feinere Bearbeitung
dadurch erzielt werden, daß die Platten des lichtempfindlichen Glases
12a bis 12e mit einem Laserstrahl durch eine Bestrahlungsmustermaske
15 bestrahlt werden, wie in Fig. 19 gezeigt ist.
Wenn wie in der ersten bis vierten Ausführungsform das lichtempfind
liche Glas mit einem Laser bestrahlt wird, ist die Streuung des Lichtes
sehr gering, so daß die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert wird. Eine
feinere Bearbeitung ist insbesondere dann möglich, wenn ein Laser
strahl durch eine Mustermaske auf das lichtempfindliche Glas auftrifft.
Darüber hinaus wird die Effizienz verbessert, da die Energie der La
serstrahlung nicht verschwendet wird.
Nun wird eine weitere Ausführungsform beschrieben, in der lichtemp
findliches Glas mit einem anderen Laserstrahl auf die gleiche Weise
wie in der ersten Ausführungsform bestrahlt wird.
Wie in der in Fig. 9 erläuterten Ausführungsform wurden beide Seiten
eines Substrats aus lichtempfindlichem Glas mit einer Dicke von 1 mm
poliert. Dann wurde ein XeF-Excimer-Laser oberhalb des Glases ange
ordnet. Die Laserstrahlung wurde durch eine Bestrahlungsmustermaske
auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Glases gerichtet.
Die Spezifikationen des verwendeten XeF-Excimer-Lasers waren die
folgenden: Oszillationswellenlänge: 351 nm; Impulsbreite: 20 ns; En
ergie pro Impuls: 60 mJ/cm2; Wiederholfrequenz: 200 Hz.
Danach wurden ein thermischer Verarbeitungsschritt und ein
Ätzprozeß auf die gleiche Weise wie in den obenbeschriebenen
Ausführungsformen ausgeführt. Bei Experimenten mit einer solchen
Anordnung und einem solchen Verfahren hat sich gezeigt, daß sich das
Ätzratenverhältnis nach fünf Impulsen der Laserstrahlung stabilisiert.
Die Bestrahlung war stabil, wenn die Gesamtenergie 300 mJ/cm2
überschritten hat. Die mikroskopische Bearbeitbarkeit und die
Geradlinigkeit waren wie im Falle des XeCl-Excimer-Lasers gut. Die
obenerwähnte Wellenlänge von 351 nm liegt außerhalb des für die
Bestrahlung verwendeten Wellenlängenbereichs, wenn von der
relativen Bestrahlungsempfindlichkeit (Fig. 22) des betreffenden
lichtempfindlichen Glases unter Verwendung einer üblichen
Ultraviolett-Strahlenquelle ausgegangen wird. Die Anmelder der
vorliegenden Erfindung haben jedoch festgestellt, daß mit dieser
Wellenlänge bei ausreichender Erfüllung der praktischen
Anforderungen lichtempfindliches Glas unter Normalbedingungen
bestrahlt werden kann, wenn eine Laserstrahlung mit intensiver
Lichtenergie verwendet wird.
Nun wird ein weiteres Beispiel beschrieben, in dem Licht von einem
ArF-Excimer-Laser auf das lichtempfindliche Glas gerichtet wird.
Beide Seiten eines Substrats aus lichtempfindlichem Glas, das die glei
che Zusammensetzung wie das in den obigen Ausführungsformen ver
wendete Glas und eine Dicke von 1 mm besitzt, wurden poliert. Dann
wurde oberhalb des Substrats ein ArF-Excimer-Laser angeordnet. Die
Laserstrahlung wurde durch eine Bestrahlungsmustermaske auf die
Oberfläche des Glases gerichtet. Die Spezifikationen des verwendeten
ArF-Excimer-Lasers waren die folgenden: Oszillationswellenlänge: 193
nm; Impulsbreite: 20 ns; Energie pro Impuls: 5 mJ/cm2; Impulswieder
holfrequenz: 1 Hz. Abschließend wurden ein thermischer Entwick
lungsschritt und ein Ätzschritt ausgeführt. Ein stabiles Ätzratenverhält
nis wurde nach der Ausstrahlung von 50 Impulsen erhalten.
Die erwähnte Wellenlänge von 193 nm liegt ebenfalls außerhalb des
Wellenlängenbereichs, für die unter Verwendung einer üblichen Ultra
violett-Strahlenquelle die Bestrahlung (siehe Fig. 22) gemessen wurde
und in der Referenz 1 und in anderen Referenzen beschrieben wird. Es
hat sich jedoch herausgestellt, daß mit dieser Wellenlänge die prakti
schen Anforderungen für die Bestrahlung lichtempfindlichen Glases
unter Normalbedingungen in ausreichendem Maß erfüllt werden kön
nen, wenn eine Laserstrahlung mit intensiver Lichtenergie verwendet
wird.
Somit kann der Wellenlängenbereich, der für die Bestrahlung in den
obigen Ausführungsformen verwendet wird, gegenüber dem Wellen
längenbereich, der unter Verwendung von Ultraviolettstrahlen norma
lerweise für die Bestrahlung verwendet wird, als breiter angesehen
werden. Diese experimentellen Ergebnisse und die Berücksichtigung
der obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung führen zu
dem Schluß, daß der Wellenlängenbereich, der für die Bestrahlung von
lichtempfindlichem Glas verwendet wird, von 150 nm bis 400 nm
reicht.
Wenn daher ein XeCl-Excimer-Laser verwendet wird, werden die be
sten Ergebnisse erhalten. Es können jedoch auch andere Excimer-Laser
wie etwa XeF-, ArF-, KrF- und F2-Excimer-Laser verwendet werden.
Außerdem kann auch ein N2-Laser zum Einsatz kommen. Darüber hin
aus können Lichtquellen, in denen die Grundoszillationswellenlänge ei
nes Nd- : YAG-Lasers, eines Farbstofflasers, eines Kr-Ionenlasers, eines
Ar-Ionenlasers oder eines Kupferdampflasers mittels eines nichtli
nearen optischen Gerätes in eine außerhalb des Ultraviolettbereichs lie
gende Wellenlänge umgewandelt wird, ebenfalls verwendet werden.
Nun wird ein weiteres Beispiel beschrieben, in dem nach der Laserbe
strahlung kein Ätzschritt ausgeführt wird.
Es wurden beide Seiten eines Substrates eines lichtempfindlichen
Glases, das die gleiche Zusammensetzung wie das in den obigen Aus
führungsformen verwendete Glas und eine Dicke von 1 mm besitzt,
poliert. Dann wurde ein XeF-Excimer-Laser oberhalb des Substrates
angeordnet. Die Laserstrahlung wurde durch eine Bestrahlungsmuster
maske auf die Oberfläche des Glases gerichtet.
Die Spezifikationen des verwendeten XeF-Excimer-Lasers waren die
folgenden: Oszillationswellenlänge: 351 nm; Impulsbreite: 20 ns; En
ergie pro Impuls: 8 mJ/cm2; Impulswiederholfrequenz: 200 Hz.
Wie in den obigen Ausführungsformen wurde anschließend ein thermi
scher Entwicklungsschritt ausgeführt. In Fig. 20 sind Beispiele für die
Änderungen der Durchlässigkeit der durch die thermische Entwicklung
verursachten kristallinen Bereiche gezeigt. Die Durchlässigkeit des kri
stallinen Bereichs vor der thermischen Entwicklung besitzt eine deutli
che Differenz wenigstens dann, wenn die Gesamtlichtmenge oberhalb
von 400 mJ/cm2 liegt. Das heißt, daß in bestimmten Wellenlängenbe
reichen niedrige Durchlaßwerte erhalten werden. Daher erscheint für
den Benutzer der kristalline Bereich farbig. Das Glas kann für die Auf
zeichnung oder die Anzeige verwendet werden, wenn von dieser
Durchlässigkeitsdifferenz Gebrauch gemacht wird. In diesem Zeitpunkt
ist auch eine mikroskopische Aufzeichnung mittels Laserbestrahlung
wirksam. Es kann eine Aufnahme mit einem Abstand von weniger als 2
µm hergestellt werden.
Wenn ein Bestrahlungsschritt unter Verwendung eines Lasers und ohne
thermischen Entwicklungsschritt ausgeführt wird, wird eine leichte Än
derung der Durchlässigkeit erhalten, außerdem erscheint das Glas auf
eine nicht im einzelnen beschriebene Weise farbig. Daher kann dieses
Glas für eine Aufzeichnung oder eine Anzeige verwendet werden,
wenn nur der Bestrahlungsschritt ausgeführt wird.
Wie bisher beschrieben, wird erfindungsgemäß die Lichtstreuung durch
die Bestrahlung von lichtempfindlichem Glas mittels einer Laserstrah
lung sehr gering gehalten. Die Bearbeitungsgenauigkeit wird verbes
sert. Außerdem wird die Effizienz erhöht, weil im wesentlichen keine
Bestrahlungsenergie verschwendet wird. Außerdem kann ein dickes
lichtempfindliches Glas genau bestrahlt werden. Daher kann eine An
zahl von lichtempfindlichen Glaselementen mit hoher Produktivität in
kurzer Zeit bearbeitet werden, indem nach der Bestrahlung ein Block
von lichtempfindlichem Glas in eine Mehrzahl von Teilen unterteilt
wird oder indem eine Mehrzahl von übereinander gehefteten Platten
von lichtempfindlichem Glas gleichzeitig bestrahlt werden.
Wenn der Bestrahlungsschritt dann ausgeführt wird, wenn das licht
empfindliche Glas in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, die einen Bre
chungsindex besitzt, der angenähert gleich demjenigen des Glases ist,
können die Reflexions- und Brechungswirkungen des Lichtes klein ge
halten werden. Daher kann der Bestrahlungsschritt mit höherer Ge
nauigkeit ausgeführt werden.
Claims (9)
1. Verfahren zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas (1),
das den Schritt des Bestrahlens des Glases mit Licht umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß
das für die Bestrahlung verwendete Licht von einem Laser (3)
emittiertes Licht ist, wobei die Oszillationswellenlänge des Lasers (3)
in einem Bereich von Wellenlängen liegt, auf die das Glas anspricht.
2. Verfahren zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas (1)
gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte des Bestrahlens
des lichtempfindlichen Glases (1) mit Laserlicht, des thermischen Ent
wickelns des Glases (1), um die bestrahlten Bereiche (1c) des Glases zu
kristallisieren, und des Ätzens der kristallisierten bestrahlten Bereiche
(1c).
3. Verfahren zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas (1)
gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Bestrahlens des lichtempfindlichen Glases durch Laser
licht die Bewegung der Laserstrahlung relativ zum lichtempfindlichen
Glas (1) umfaßt, um ein Bestrahlungsmuster zu erzeugen.
4. Verfahren zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas ge
mäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schritt des Bestrahlens des lichtempfindlichen Glases durch Laserlicht
die Bestrahlung des lichtempfindlichen Glases (1) durch eine auf dem
Glas (1) angeordnete Bestrahlungsmustermaske (15) hindurch umfaßt.
5. Verfahren zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas (1)
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Laser ein Excimer-Laser (3) ist.
6. Verfahren zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas ge
mäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oszillationswellenlänge des Lasers (3) im Bereich zwischen 150 und
400 nm liegt.
7. Verfahren zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas (6)
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch den Schritt
des Schneidens des lichtempfindlichen Glases (6) in eine Mehrzahl von
Teilen (6a bis 6e) in einer zur Bestrahlungsrichtung nicht parallelen
Richtung.
8. Verfahren zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas (9)
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schritt des Bestrahlens des lichtempfindlichen Glases (9) durch einen
Laser (3) die Bestrahlung einer Mehrzahl von übereinander angeord
neten und miteinander verklebten Platten (9a bis 9e) des lichtempfindli
chen Glases (9) umfaßt, um diese Platten (9a bis 9e) gleichzeitig mit
dem Laser (3) zu bestrahlen.
9. Verfahren zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas (12)
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schritt des Bestrahlens des lichtempfindlichen Glases (12) durch einen
Laser (3) so ausgeführt wird, daß das lichtempfindliche Glas (12) in
eine Flüssigkeit (10) eingetaucht wird, die einen Brechungsindex be
sitzt, der angenähert demjenigen des Glases (12) ist.
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DE19914141869 DE4141869B4 (de) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | Verfahren zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas |
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Family
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DE19914141869 Expired - Fee Related DE4141869B4 (de) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | Verfahren zur Bearbeitung von lichtempfindlichem Glas |
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