JPH03200151A - レーザcvd法による光学素子製造におけるレーザビームの照射方法 - Google Patents
レーザcvd法による光学素子製造におけるレーザビームの照射方法Info
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- JPH03200151A JPH03200151A JP33857289A JP33857289A JPH03200151A JP H03200151 A JPH03200151 A JP H03200151A JP 33857289 A JP33857289 A JP 33857289A JP 33857289 A JP33857289 A JP 33857289A JP H03200151 A JPH03200151 A JP H03200151A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、レーザCVD法による光学素子製造における
レーザビームの照射方法に関するものである。
レーザビームの照射方法に関するものである。
[従来の技術]
光源としてレーザ光源を用いるレーザCVD法は、各種
薄膜の空間選択形成を可能にし、レーザCVD法による
誘電体薄膜がマイクロレンズの製作に好適であることは
知られている。
薄膜の空間選択形成を可能にし、レーザCVD法による
誘電体薄膜がマイクロレンズの製作に好適であることは
知られている。
マイクロレンズは、LD、LED等の発光素子やCCD
等の受光素子の高密度化、小型化に追従しうるカップリ
ングレンズとしての需要が拡大している。
等の受光素子の高密度化、小型化に追従しうるカップリ
ングレンズとしての需要が拡大している。
また、レーザCVD法において、レーザビームを絞り込
むことにより、レーザの波長オーダの微小領域に薄膜を
選択的に形成できる点が特徴と言える。そして、使用す
るレーザの短波長化によって、サフミクロンオーダの空
間選択形成ができる。
むことにより、レーザの波長オーダの微小領域に薄膜を
選択的に形成できる点が特徴と言える。そして、使用す
るレーザの短波長化によって、サフミクロンオーダの空
間選択形成ができる。
発明者は、比較的エネルギーの強いCO2レーザを光源
として、レーザCVD法によるマイクロレンズの作製、
研究開発を行っている。
として、レーザCVD法によるマイクロレンズの作製、
研究開発を行っている。
ごのレーザCVD法によるマイクロレンズ、の作製にあ
たり、基板位置をCO□レーザの集光レンズの焦点位置
に近づけるに従い、照射面積は微小になる。そして、膜
成長は単位面積当たりの照射レーザ・パワーに依存する
。よって、照射スボッ1〜径が、従来の0.1倍に縮小
されると、レーザ出力(1αの変動に対するパワー密度
の変動は100倍の感度を持つこ七となる。
たり、基板位置をCO□レーザの集光レンズの焦点位置
に近づけるに従い、照射面積は微小になる。そして、膜
成長は単位面積当たりの照射レーザ・パワーに依存する
。よって、照射スボッ1〜径が、従来の0.1倍に縮小
されると、レーザ出力(1αの変動に対するパワー密度
の変動は100倍の感度を持つこ七となる。
従来のレーザCVD法によるマイクロレンズの作製とし
ては、材料ガスをCVDセル内に導入する1程と共に、
レーザのパワー設定を行っている。
ては、材料ガスをCVDセル内に導入する1程と共に、
レーザのパワー設定を行っている。
そして、レーザのパワー設定と、材料ガスのCVDセル
内への導入が完了すると、レーザ・シャッタが開かれ、
CVDセル内に設置した基板面ヘレーザ照射がなされる
。
内への導入が完了すると、レーザ・シャッタが開かれ、
CVDセル内に設置した基板面ヘレーザ照射がなされる
。
このレーザ・シャッタを開いた際、ガス条件等に起因し
て、レーザのパワーが初期設定値より10〜20%増加
し、レーザ・パワーが反応闇値を越えるき、レーザビー
ムにより基板表面が削られて穴を生じ、基板面が損傷を
受けることを実験により確認した。
て、レーザのパワーが初期設定値より10〜20%増加
し、レーザ・パワーが反応闇値を越えるき、レーザビー
ムにより基板表面が削られて穴を生じ、基板面が損傷を
受けることを実験により確認した。
第4図には、基板面に形成されたレンズ膜の測定結果を
示し、横軸に膜表面の長さ(μm)、lif軸の膜の厚
さ(入)をとっている。
示し、横軸に膜表面の長さ(μm)、lif軸の膜の厚
さ(入)をとっている。
その結果、得られるレンズの中心部に窪んだ形状1−1
が発生し、レンズとして性能に悪影客を与えている。
が発生し、レンズとして性能に悪影客を与えている。
本発明は、レーザCVD法によるマイクロレンズの作製
に際して、特に、基板に対してレーザ径を絞り、単位面
積当たりの照射レーザ・パワーが大きい場合、前記の如
きレンズの中心部に生しる窪みを阻止する手段としての
レーザ照射方法を促供することを目的とするものである
。
に際して、特に、基板に対してレーザ径を絞り、単位面
積当たりの照射レーザ・パワーが大きい場合、前記の如
きレンズの中心部に生しる窪みを阻止する手段としての
レーザ照射方法を促供することを目的とするものである
。
(課題を解決するための手段)
本発明は、前記目的を達成するために、レーザCVD法
による光学素子製造工程のレーザ照射方法として、照1
4レーザ出力の初期設定値を膜形成時の最適値の80%
以下に設定し、基板へ前記初期設定値の出力でレーザ照
射開始した後、膜形成最適値の出力に調整することを特
徴とするものであり、前記初期設定値を膜形成時の最適
値の70%以上で且つ80%以下に設定されることを特
徴とするものである。
による光学素子製造工程のレーザ照射方法として、照1
4レーザ出力の初期設定値を膜形成時の最適値の80%
以下に設定し、基板へ前記初期設定値の出力でレーザ照
射開始した後、膜形成最適値の出力に調整することを特
徴とするものであり、前記初期設定値を膜形成時の最適
値の70%以上で且つ80%以下に設定されることを特
徴とするものである。
(作 用〕
本発明の構成により、レーザ・パワーの初期値を反応最
適値に比べて所定量低く設定し、レーザ・シャッタのオ
ンの際に発生するオーバシュートを所定範囲内に抑え、
基板の損傷を避けることができ、マイクロレンズの形状
を良好にすることができる。
適値に比べて所定量低く設定し、レーザ・シャッタのオ
ンの際に発生するオーバシュートを所定範囲内に抑え、
基板の損傷を避けることができ、マイクロレンズの形状
を良好にすることができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
一ト発明において、レーザCVD法におけるマイクロレ
ンズの作製に際して、前記の如きレンズの中心部に生じ
る窪みの発生について、レーザ・シャンクのオン・オフ
に起因するレーザ・パワーの変動値を実験により調べる
と、ガス条件、集光条件等によりレーザ・パワーは、レ
ーザ・シャッタ開放の際、初期設定値より10%から2
0%増加することを6I r=した。例えば、レーザ・
パワーの初期値を反応最適値である0、 45 wに設
定して、レーザ・シャッタを開放すると、オーバシュー
トによりレーザ・パワーが0.55 wまで上昇する。
ンズの作製に際して、前記の如きレンズの中心部に生じ
る窪みの発生について、レーザ・シャンクのオン・オフ
に起因するレーザ・パワーの変動値を実験により調べる
と、ガス条件、集光条件等によりレーザ・パワーは、レ
ーザ・シャッタ開放の際、初期設定値より10%から2
0%増加することを6I r=した。例えば、レーザ・
パワーの初期値を反応最適値である0、 45 wに設
定して、レーザ・シャッタを開放すると、オーバシュー
トによりレーザ・パワーが0.55 wまで上昇する。
このオーバシュートによるレーザ・パワーの一ト昇はモ
ニタとフィードバック回路により修正される。
ニタとフィードバック回路により修正される。
本発明では、レーザ・パワーの初期値を、反応最適値の
70%〜80%に設定することにより、レーザ・シャッ
タ開放の際のオーバシュートに起因する基板損傷を防止
することができる。
70%〜80%に設定することにより、レーザ・シャッ
タ開放の際のオーバシュートに起因する基板損傷を防止
することができる。
反応最適値の80%を越える場合、ガスの条件によって
、前記オーバシュートが反応上限値を越え、基板の損傷
を招くことがある。
、前記オーバシュートが反応上限値を越え、基板の損傷
を招くことがある。
実際には、第3図に示ずレーザCVD法によるマイクロ
レンズの作製装置における、レーザ・パワーのモニタ出
力をフィードバックするごとにより、オーバシュートを
補正することができるが、レーザ・アブレーションによ
る基板の切削速度は速く、微小時間のオーバシュートは
レンズ形状に影響を与えている。
レンズの作製装置における、レーザ・パワーのモニタ出
力をフィードバックするごとにより、オーバシュートを
補正することができるが、レーザ・アブレーションによ
る基板の切削速度は速く、微小時間のオーバシュートは
レンズ形状に影響を与えている。
特に、集光レンズの焦点付近において基板照射を行う際
では、単位面積当たりのエネルギー密度はレーザ・パワ
ーの変動により大幅に変化し、レンズ形状に与える影響
も急激に大きくなる。
では、単位面積当たりのエネルギー密度はレーザ・パワ
ーの変動により大幅に変化し、レンズ形状に与える影響
も急激に大きくなる。
したがって、レーザ・パワーのフィードバック補正を行
いつつ、前記の如き初期値の設定によりノ1(板11傷
を防止し、レンズ形状に対する悪影響を大幅に除くこと
ができる。
いつつ、前記の如き初期値の設定によりノ1(板11傷
を防止し、レンズ形状に対する悪影響を大幅に除くこと
ができる。
初期値の下限を反応最適値の70%以下に設定しても、
基板を損傷することはないが、反応最適値との差が大き
くなるに従い、レーザ・パワーのフィードバックによっ
て、反応最適値に要する補正時間が増えることになり、
生産効率の点から好ましくない。
基板を損傷することはないが、反応最適値との差が大き
くなるに従い、レーザ・パワーのフィードバックによっ
て、反応最適値に要する補正時間が増えることになり、
生産効率の点から好ましくない。
第3図には、CO□レーザを用いたレーザC■Dにより
Si ONマイクロレンズを作製する装置の一例がボさ
れている。
Si ONマイクロレンズを作製する装置の一例がボさ
れている。
1はC02レーザを用いるレーザ光源であり、2はハー
フミラ−又はZn Se板、3,4は全反射ミラー 5
はビームスプリッタ、6はレーザ・シャッタである。
フミラ−又はZn Se板、3,4は全反射ミラー 5
はビームスプリッタ、6はレーザ・シャッタである。
レーザ・シャッタ6を通過するレーザ光は、Zn Se
集光レンズ7により、CVDセル9のZn5e窓8を介
してCVDセル9内の基板ホルダー11に配置した石英
基板100表面を照ル1する。
集光レンズ7により、CVDセル9のZn5e窓8を介
してCVDセル9内の基板ホルダー11に配置した石英
基板100表面を照ル1する。
CVDセル9には、一端にガス供給系、他端にガス排気
処理系が夫々設けられ、所定の材料ガスは適宜導入され
、且つ排気処理される。材料ガスとして、例えば、5i
11. 、 NO、N2混合ガスが使用される。
処理系が夫々設けられ、所定の材料ガスは適宜導入され
、且つ排気処理される。材料ガスとして、例えば、5i
11. 、 NO、N2混合ガスが使用される。
ビームスプリッタ5により反射されるビー1、はレーザ
・パワーモニタ12に導かれ、該レーザビームモニタI
2にフィードバック回路13が接続され、レーザ・パワ
ー変動の制御を行うことができる。
・パワーモニタ12に導かれ、該レーザビームモニタI
2にフィードバック回路13が接続され、レーザ・パワ
ー変動の制御を行うことができる。
I4はアライメント用レーザ光源であり、1ie−Ne
レーザ等の可視光レーザが用いられ、15は全反射ミラ
ーであり、各々の光学素子のアライメン!・作業を容易
に行うことができる。
レーザ等の可視光レーザが用いられ、15は全反射ミラ
ーであり、各々の光学素子のアライメン!・作業を容易
に行うことができる。
この装置において、まず、CVDセル9の基板ホルダー
11に石英基板IOを設置し、CVDセル9内の背圧を
ガス排気処理系により4×10Torrに保った。
11に石英基板IOを設置し、CVDセル9内の背圧を
ガス排気処理系により4×10Torrに保った。
次に、材料ガスとしてガス供給系より、SiL 。
NO,N2を分圧比I:9:21とし、全圧4.4 X
10’Paで14人した。
10’Paで14人した。
この時、第1図に示すように、レーザ・パワーの反応最
適値Ilが0.63 wであり、この反応最適値11に
対して25%低い0.47 wをネノ月■値I0として
設定した後、時間T。においてレーザ・シャッタ6をオ
ンしたところ、レーザ・パワーは速やかに」1昇し、反
応最適値0.63 wに達した。
適値Ilが0.63 wであり、この反応最適値11に
対して25%低い0.47 wをネノ月■値I0として
設定した後、時間T。においてレーザ・シャッタ6をオ
ンしたところ、レーザ・パワーは速やかに」1昇し、反
応最適値0.63 wに達した。
約20分のレーザ翌射により、石英基板10上に形成さ
れたSi ONIりの膜厚分布は、第2図に示されるよ
うに、膜の中心部がえくられることなく、良好な膜厚分
布が得られた。
れたSi ONIりの膜厚分布は、第2図に示されるよ
うに、膜の中心部がえくられることなく、良好な膜厚分
布が得られた。
〔効 果]
本発明の構成により、反応最適値の80%以下に初期値
を設定したため、レーザ・シャ・ツタをオンした際のオ
ーバシュート量が反応闇値の−F限内に留まることがで
き、基板の損傷を防止し、マイクロレンズの形状が良好
であり、歩留りを向上させる効果を有し、初期値を反応
最適値の70%以上に設定することで、レーザ・シャッ
タのオン以降において、フィードバック補正によるレー
ザ・パワーの反応最適値に達する補正所要時間を短縮す
ることができ、歩留り、再現性の点で優れた効果を有す
る。
を設定したため、レーザ・シャ・ツタをオンした際のオ
ーバシュート量が反応闇値の−F限内に留まることがで
き、基板の損傷を防止し、マイクロレンズの形状が良好
であり、歩留りを向上させる効果を有し、初期値を反応
最適値の70%以上に設定することで、レーザ・シャッ
タのオン以降において、フィードバック補正によるレー
ザ・パワーの反応最適値に達する補正所要時間を短縮す
ることができ、歩留り、再現性の点で優れた効果を有す
る。
第1図は本発明のレーザービームの4、((別方法を示
すグラフであり、反応最適値II +初期値I。、レ
ーザ・シャッタのオン位置1゛。との関連を示す、 第2図は本発明の照射方法により形成されたマイクロレ
ンズの形状を示すグラフ、 第3図は本発明のレーザービームの照n・j方法を適用
できる装置の一実施例を示す概略説明図、 第4図は従来の照射方法により形成されたマイクロレン
ズの形状を示すグラフである。 1・・・レーザ光源、5・・・ビームスプリッタ、6・
・・レーザ・シャッタ、7・・・望光レンズ、9・・・
反応セル、10・・・基板、12・・・モニタ、13・
・・フィートハック回路、■1・・・反応最適値、i、
・・・初期値、′1゛。・・・レーザ・シャッタの開放
時。
すグラフであり、反応最適値II +初期値I。、レ
ーザ・シャッタのオン位置1゛。との関連を示す、 第2図は本発明の照射方法により形成されたマイクロレ
ンズの形状を示すグラフ、 第3図は本発明のレーザービームの照n・j方法を適用
できる装置の一実施例を示す概略説明図、 第4図は従来の照射方法により形成されたマイクロレン
ズの形状を示すグラフである。 1・・・レーザ光源、5・・・ビームスプリッタ、6・
・・レーザ・シャッタ、7・・・望光レンズ、9・・・
反応セル、10・・・基板、12・・・モニタ、13・
・・フィートハック回路、■1・・・反応最適値、i、
・・・初期値、′1゛。・・・レーザ・シャッタの開放
時。
Claims (2)
- (1)照射レーザ出力の初期設定値を膜形成時の最適値
の80%以下に設定し、基板へ前記初期設定値の出力で
レーザ照射開始した後、膜形成最適値の出力に調整する
ことを特徴とするレーザCVD法による光学素子製造工
程のレーザ照射方法。 - (2)前記初期設定値を膜形成時の最適値の70%以上
で且つ80%以下に設定されることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のレーザCVD法による光学素子製
造工程のレーザ照射方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33857289A JP2962750B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | レーザcvd法による光学素子製造におけるレーザビームの照射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33857289A JP2962750B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | レーザcvd法による光学素子製造におけるレーザビームの照射方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03200151A true JPH03200151A (ja) | 1991-09-02 |
JP2962750B2 JP2962750B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=18319436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33857289A Expired - Fee Related JP2962750B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | レーザcvd法による光学素子製造におけるレーザビームの照射方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2962750B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021067357A1 (en) | 2019-10-01 | 2021-04-08 | Hong Kong Beida Jade Bird Display Limited | Systems and fabrication methods for display panels with integrated micro-lens array |
US11967589B2 (en) | 2020-06-03 | 2024-04-23 | Jade Bird Display (shanghai) Limited | Systems and methods for multi-color LED pixel unit with horizontal light emission |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP33857289A patent/JP2962750B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021067357A1 (en) | 2019-10-01 | 2021-04-08 | Hong Kong Beida Jade Bird Display Limited | Systems and fabrication methods for display panels with integrated micro-lens array |
EP4038422A4 (en) * | 2019-10-01 | 2023-11-01 | Jade Bird Display (Shanghai) Limited | SYSTEMS AND PRODUCTION METHODS FOR DISPLAY PANELS WITH INTEGRATED MICROLENS ARRANGEMENT |
US11967589B2 (en) | 2020-06-03 | 2024-04-23 | Jade Bird Display (shanghai) Limited | Systems and methods for multi-color LED pixel unit with horizontal light emission |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2962750B2 (ja) | 1999-10-12 |
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