JPH0643308A - 微細機械加工によるレンズ、光学システム及び集束鏡の製造方法 - Google Patents
微細機械加工によるレンズ、光学システム及び集束鏡の製造方法Info
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- JPH0643308A JPH0643308A JP5000066A JP6693A JPH0643308A JP H0643308 A JPH0643308 A JP H0643308A JP 5000066 A JP5000066 A JP 5000066A JP 6693 A JP6693 A JP 6693A JP H0643308 A JPH0643308 A JP H0643308A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
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- Y10S438/911—Differential oxidation and etching
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】高度に発達したＳｉの微細機械加工技術を利用
してレンズ、光学システム及び集束鏡を作成する。 【構成】滑らかな３次元の湾曲を２段階のパターン形成
工程を使って作製する。第１段階では、従来通りフォト
レジストとエッチングの技術により、湾曲されるべきＳ
ｉブロックの縁部即ち壁部を基板１０の表面で画成す
る。第２段階では、湾曲されるべき縁部即ち壁部の中に
緩衝材を成長させ、この緩衝材を収容することにより縁
部即ち壁部は外側と内側に向って突き出して緩衝材と共
に３次元的なボウル形状を形成する。この段階の終局で
は、縁部即ち壁部がボウル形状を保っている間に緩衝材
を除去すると鏡面が形成され、また湾曲した緩衝材を残
しておくブロックを除去するとレンズ２０が形成され
る。
してレンズ、光学システム及び集束鏡を作成する。 【構成】滑らかな３次元の湾曲を２段階のパターン形成
工程を使って作製する。第１段階では、従来通りフォト
レジストとエッチングの技術により、湾曲されるべきＳ
ｉブロックの縁部即ち壁部を基板１０の表面で画成す
る。第２段階では、湾曲されるべき縁部即ち壁部の中に
緩衝材を成長させ、この緩衝材を収容することにより縁
部即ち壁部は外側と内側に向って突き出して緩衝材と共
に３次元的なボウル形状を形成する。この段階の終局で
は、縁部即ち壁部がボウル形状を保っている間に緩衝材
を除去すると鏡面が形成され、また湾曲した緩衝材を残
しておくブロックを除去するとレンズ２０が形成され
る。
Description
【０００１】本件出願は、出願番号第０７／７２５，１
７４（Ｄ／９０３２１）号「マイクロ工学的要素の製造
方法（Fabrication Methods for Micromechanical Elem
ents）」、出願番号第０７／７２５，１７６（Ｄ／９０
３２１Ｑ）号「懸垂式マイクロ工学的要素の製造（Manu
facture of a Suspended Micromechanical Elemen
t）」、及び出願番号第０７／７２５，１７３（Ｄ／９
０３２２）号「２自由度を備えたマイクロ工学的要素の
製造（Manufacture of a Micromechanical Element wit
h Two Degrees of Freedom）」という１９９１年７月３
日付けで出願した本出願人の出願中の米国特許出願に関
連するものである。
７４（Ｄ／９０３２１）号「マイクロ工学的要素の製造
方法（Fabrication Methods for Micromechanical Elem
ents）」、出願番号第０７／７２５，１７６（Ｄ／９０
３２１Ｑ）号「懸垂式マイクロ工学的要素の製造（Manu
facture of a Suspended Micromechanical Elemen
t）」、及び出願番号第０７／７２５，１７３（Ｄ／９
０３２２）号「２自由度を備えたマイクロ工学的要素の
製造（Manufacture of a Micromechanical Element wit
h Two Degrees of Freedom）」という１９９１年７月３
日付けで出願した本出願人の出願中の米国特許出願に関
連するものである。
【０００２】〔発明の概要〕簡略的に言って本発明に拠
れば、シリコンにおいて滑らかな湾曲を作製するプロセ
ス、更に、レンズ、光学システム及び集束鏡の作製のプ
ロセスに対する当該プロセスの適用が準備されるのであ
る。
れば、シリコンにおいて滑らかな湾曲を作製するプロセ
ス、更に、レンズ、光学システム及び集束鏡の作製のプ
ロセスに対する当該プロセスの適用が準備されるのであ
る。
【０００３】滑らかな３次元の湾曲は、２段階のパター
ン形成工程を使用して作製される。第１の段階は、従来
通りのフォトレジスト及びエッチングの技術を使用し
て、湾曲されるべきシリコン・ブロックの縁部即ち壁部
を基板の表面において画成することである。第２の段階
は、湾曲されるべき縁部即ち壁部の中に緩衝材を成長さ
せ、当該緩衝材が縁部即ち壁部と共に３次元的なボウル
形状を形成することである。緩衝材は、縁部即ち壁部の
中へ外側に突き出し、縁部即ち壁部が緩衝材を収容する
ようにして内側へ突き出すことになる。この段階の終結
は、縁部即ち壁部がそのボウル形状を保っている間にお
ける緩衝材の除去が鏡面を形成することであり、或い
は、湾曲した緩衝材を残しておくブロックの除去がレン
ズを形成することである。
ン形成工程を使用して作製される。第１の段階は、従来
通りのフォトレジスト及びエッチングの技術を使用し
て、湾曲されるべきシリコン・ブロックの縁部即ち壁部
を基板の表面において画成することである。第２の段階
は、湾曲されるべき縁部即ち壁部の中に緩衝材を成長さ
せ、当該緩衝材が縁部即ち壁部と共に３次元的なボウル
形状を形成することである。緩衝材は、縁部即ち壁部の
中へ外側に突き出し、縁部即ち壁部が緩衝材を収容する
ようにして内側へ突き出すことになる。この段階の終結
は、縁部即ち壁部がそのボウル形状を保っている間にお
ける緩衝材の除去が鏡面を形成することであり、或い
は、湾曲した緩衝材を残しておくブロックの除去がレン
ズを形成することである。
【０００４】〔図面の簡単な説明〕図１は、被着されパ
ターン形成された構造層及び被着されパターン形成され
たマスキング層を備えた基板の側面図である。
ターン形成された構造層及び被着されパターン形成され
たマスキング層を備えた基板の側面図である。
【０００５】図２は、エッチングされた構造層及びマス
キング層を備えた基板の側面図である。
キング層を備えた基板の側面図である。
【０００６】図３は、マスキング層内におけるスリット
のパターン形成及びイオン注入の後における図２の平面
図である。
のパターン形成及びイオン注入の後における図２の平面
図である。
【０００７】図４は、拡散の後における図３の側面図で
ある。
ある。
【０００８】図５は、図４の端面図である。
【０００９】図６は、シリコン窒化物の被着の後におけ
る図４の側面図である。
る図４の側面図である。
【００１０】図７は、図６のパターン形成の後における
側面図である。
側面図である。
【００１１】図８は、図７の上面図である。
【００１２】図９は、図７の端面図である。
【００１３】図１０は、酸化物緩衝材の成長の後におけ
る図７の側面図である。
る図７の側面図である。
【００１４】図１１は、図１から図１０において示され
た工程から製造される鏡面の側面図である。
た工程から製造される鏡面の側面図である。
【００１５】図１２は、図１から図１０において示され
た工程から製造される１対のレンズの側面図である。
た工程から製造される１対のレンズの側面図である。
【００１６】図１３は、被着された窒化物層、被着され
パターン形成された構造層、及び被着されパターン形成
されたマスキング層を備えた基板の側面図である。
パターン形成された構造層、及び被着されパターン形成
されたマスキング層を備えた基板の側面図である。
【００１７】図１４は、マスキング層内におけるスリッ
トのパターン形成及びイオン注入の後における図１３の
平面図である。
トのパターン形成及びイオン注入の後における図１３の
平面図である。
【００１８】図１５は、拡散の後における図１４の側面
図である。
図である。
【００１９】図１６は、図１５の端面図である。
【００２０】図１７は、シリコン窒化物の被着の後にお
ける図１５の側面図である。
ける図１５の側面図である。
【００２１】図１８は、図１７のパターン形成の後にお
ける側面図である。
ける側面図である。
【００２２】図１９は、図１８の上面図である。
【００２３】図２０は、図１８の平面図である。
【００２４】図２１は、酸化物緩衝材の成長の後におけ
る図１８の側面図である。
る図１８の側面図である。
【００２５】図２２は、図１３から図２１において示さ
れた工程から製造される鏡面の側面図である。
れた工程から製造される鏡面の側面図である。
【００２６】図２３は、図１３から図２１において示さ
れた工程から製造される１対のレンズの側面図である。
れた工程から製造される１対のレンズの側面図である。
【００２７】〔発明の説明〕図１は、構造層１２及びマ
スキング層１３の被着及び形成の後における基板１０を
示している。この実施例では、基板にはシリコンが使用
されている。シリコンは、高温の工程段階においても損
傷を受けないので理想的である。セラミックのようなそ
の他の材料に置き換えられることもまた可能である。従
来通りのフォトレジスト及びエッチングの工程は、非シ
リコン基板の表面におけるシリコンの被着層から構造層
１２を形成するために使用され、或いは図２において示
されるようにシリコン基板から突起部を形成するために
使用されることも可能である。マスキング層は、イオン
注入という後の工程段階において使用される。低エネル
ギーイオン注入の場合には、従来通りのフォトレジスト
のマスキングが使用されることも可能である。高エネル
ギーイオン注入の場合には、ほぼ０．２ミクロンという
厚さの金属の薄層がマスキング層１３として使用され
る。
スキング層１３の被着及び形成の後における基板１０を
示している。この実施例では、基板にはシリコンが使用
されている。シリコンは、高温の工程段階においても損
傷を受けないので理想的である。セラミックのようなそ
の他の材料に置き換えられることもまた可能である。従
来通りのフォトレジスト及びエッチングの工程は、非シ
リコン基板の表面におけるシリコンの被着層から構造層
１２を形成するために使用され、或いは図２において示
されるようにシリコン基板から突起部を形成するために
使用されることも可能である。マスキング層は、イオン
注入という後の工程段階において使用される。低エネル
ギーイオン注入の場合には、従来通りのフォトレジスト
のマスキングが使用されることも可能である。高エネル
ギーイオン注入の場合には、ほぼ０．２ミクロンという
厚さの金属の薄層がマスキング層１３として使用され
る。
【００２８】図３において示されるように、マスキング
層は、スリット内においてパターン形成される。マスキ
ング層がフォトレジストであるならば、従来通りの技術
が使用されることも可能である。マスキング層が金属で
あるならば、スリットは、薄いフォトレジストを利用し
て微細な金属のパターン形成を達成することになる周知
のプロセスを使用してパターン形成される。マスキング
層１３が一旦パターン形成されると、構造層１２内への
リン、ヒ素又はホウ素のドーピング添加剤のイオン注入
１４が、構造層１２の中心にドーピング添加剤を配置す
るに足るほどの十分なエネルギーにおける立方センチ当
り凡そ１０14から１０16個の原子という範囲の濃度にお
いて、従来通りのイオン注入プロセスを使用して行われ
る（図３を参照すること）。構造層１２内へのリン、ヒ
素又はホウ素の注入の目的は、後の工程段階における構
造層１２の酸化速度を制御することである。その濃度が
最大である場合、構造層１２は、最も速く酸化すること
になる。濃度が最小である場合には、構造層１２は、最
も遅く酸化することになる。
層は、スリット内においてパターン形成される。マスキ
ング層がフォトレジストであるならば、従来通りの技術
が使用されることも可能である。マスキング層が金属で
あるならば、スリットは、薄いフォトレジストを利用し
て微細な金属のパターン形成を達成することになる周知
のプロセスを使用してパターン形成される。マスキング
層１３が一旦パターン形成されると、構造層１２内への
リン、ヒ素又はホウ素のドーピング添加剤のイオン注入
１４が、構造層１２の中心にドーピング添加剤を配置す
るに足るほどの十分なエネルギーにおける立方センチ当
り凡そ１０14から１０16個の原子という範囲の濃度にお
いて、従来通りのイオン注入プロセスを使用して行われ
る（図３を参照すること）。構造層１２内へのリン、ヒ
素又はホウ素の注入の目的は、後の工程段階における構
造層１２の酸化速度を制御することである。その濃度が
最大である場合、構造層１２は、最も速く酸化すること
になる。濃度が最小である場合には、構造層１２は、最
も遅く酸化することになる。
【００２９】続いて、マスキング層１３が除去され、ド
ーピング添加剤は、その後、図４において示されるよう
に構造層の全体に渡って濃度勾配１４’を形成するよう
にして拡散される。濃度勾配１４’を示す構造層の端面
図は、図５において示されている。注入マスキング及び
拡散プロセスの故に、この濃度勾配１４’は、一連の同
心円である。ドーピング添加剤の濃度は、それらの線図
即ち円が互いに最も接近している個所の中心において最
も高いのである。
ーピング添加剤は、その後、図４において示されるよう
に構造層の全体に渡って濃度勾配１４’を形成するよう
にして拡散される。濃度勾配１４’を示す構造層の端面
図は、図５において示されている。注入マスキング及び
拡散プロセスの故に、この濃度勾配１４’は、一連の同
心円である。ドーピング添加剤の濃度は、それらの線図
即ち円が互いに最も接近している個所の中心において最
も高いのである。
【００３０】続いて、構造層１２は、図６において示さ
れるように、従来通りの窒化物被着技術を使用して、シ
リコン窒化物１８（ＳｉＮ3 ）の層によって被覆され
る。この窒化物は、構造層を完全に被覆するものであ
り、次の段階を容易にするためにパターン形成されなけ
ればならない。構造層１２と界面結合しているシリコン
窒化物１８は、後続の段階における構造層１２の酸化速
度を制御するためにも役立つことになる。シリコン窒化
物１８によって被覆された個所においては酸素が構造層
１２を分解することが不可能となるので、シリコン窒化
物は、酸化物緩衝材の成長に関して耐性を有することに
なる。構造層１２及びシリコン窒化物１８の境界面にお
いては酸素が構造層１２から部分的に遮断されるので、
構造層１２の酸化速度は、遅いものとなる。図７におい
て示されるように、構造層１２の端部１６から窒化物を
除去して、構造層１２の露出端部１６をパターン形成す
ることになるパターン形成工程においては、従来通りの
フォトレジスト及びエッチングの技術が使用される。露
出端部１６は、図８において示されるように、所望され
るレンズ又は鏡面の形状に応じて、平坦であるか又は湾
曲するようにパターン形成されることが可能である。こ
の段階が完了すると、残存する構造層１２は、基板１０
の表面から突出し突起することになる。図９における構
造層の断面図は、３つの側面がシリコン窒化物１８によ
って被覆され突起している構造層１２、及び構造層１２
の内部における濃度勾配１４’を示している。構造層１
２の突出し突起する残存部は、図１１及び図１２におい
て示されるように、後に鏡面２２となるか又はレンズ２
０を形成するために使用されることになる。
れるように、従来通りの窒化物被着技術を使用して、シ
リコン窒化物１８（ＳｉＮ3 ）の層によって被覆され
る。この窒化物は、構造層を完全に被覆するものであ
り、次の段階を容易にするためにパターン形成されなけ
ればならない。構造層１２と界面結合しているシリコン
窒化物１８は、後続の段階における構造層１２の酸化速
度を制御するためにも役立つことになる。シリコン窒化
物１８によって被覆された個所においては酸素が構造層
１２を分解することが不可能となるので、シリコン窒化
物は、酸化物緩衝材の成長に関して耐性を有することに
なる。構造層１２及びシリコン窒化物１８の境界面にお
いては酸素が構造層１２から部分的に遮断されるので、
構造層１２の酸化速度は、遅いものとなる。図７におい
て示されるように、構造層１２の端部１６から窒化物を
除去して、構造層１２の露出端部１６をパターン形成す
ることになるパターン形成工程においては、従来通りの
フォトレジスト及びエッチングの技術が使用される。露
出端部１６は、図８において示されるように、所望され
るレンズ又は鏡面の形状に応じて、平坦であるか又は湾
曲するようにパターン形成されることが可能である。こ
の段階が完了すると、残存する構造層１２は、基板１０
の表面から突出し突起することになる。図９における構
造層の断面図は、３つの側面がシリコン窒化物１８によ
って被覆され突起している構造層１２、及び構造層１２
の内部における濃度勾配１４’を示している。構造層１
２の突出し突起する残存部は、図１１及び図１２におい
て示されるように、後に鏡面２２となるか又はレンズ２
０を形成するために使用されることになる。
【００３１】第２のパターン形成段階は、酸化物緩衝材
２０及び酸化物層２１を成長させることによって開始さ
れる。酸化物緩衝材２０は、ＳｉＯ2 即ちガラスであ
り、レンズ用として光学的に適切なものである。酸化物
緩衝材２０及び酸化物層２１は、構造層１２の表面にお
いて従来通りの酸化プロセスを使用して成長される。当
該酸化物は、シリコン基板１０の表面ばかりでなく構造
層１２の露出壁部においても成長する。酸化物緩衝材２
０は、図１０において示されるように、緩衝材の形状を
制御するシリコン窒化物層１８から課せられる制約の故
に、内側と外側の両方に向かって湾曲した形状において
成長する。酸化速度は、構造層１２のシリコン窒化物層
１８との境界面において最も遅いものとなる。酸化物緩
衝材２０は、酸化物成長の輪郭が略凸状となって、構造
層１２との凸凹関係を為す略ボウル形状を形成するまで
成長される。酸化速度は、構造層１２内における拡散濃
度勾配１４’によって更に制御される。酸化速度が構造
層１２及びシリコン窒化物１８の境界面において最も遅
いので、酸化物緩衝材は、構造層１２及びシリコン窒化
物１８の境界面において最も薄くなる。酸化物緩衝材
は、成長速度が最も速い個所である構造層１２の中心に
おいて最も厚くなる。結果として生じる略ボウル形状の
湾曲は、部分的な球体又は部分的な楕円の形態にあり、
楕円放物面の何らかの形態、或いは構造層１２の表面に
おけるその他の３次元の湾曲であることになる。本文に
おいて使用される「ボウル形状」という用語は、形状の
そのような形態の総てを包含するものとして意図され
る。略球形状の酸化物緩衝材は、球体又は楕円の形態に
あり、楕円放物面の何らかの形態、或いはその他の３次
元の閉じた湾曲であることになり、本文において使用さ
れる「球形状」という用語は、形状のそのような形態の
総てを包含するものとして意図される。ポリシリコン酸
化速度の制御が周知のプロセスであるので、酸化物緩衝
材２０の深さ及び輪郭は、精密に制御されることも可能
である。従って、図１１及び図１２においてそれぞれに
示されている仕上がった鏡面２２の略ボウル形状又はレ
ンズ２０の略球形状もまた精密に制御されることが可能
となる。酸化物緩衝材の成長及び制御は、両者ともに
「成長される酸化物緩衝絶縁体の高速ＶＬＳＩ・ＳＡＳ
ＭＥＦＥＴに対する適用（Application of Grown Oxide
Bumper Insulators to a High SpeedVLSI SASMEFE
T）」という標題が付いたボル（Bol ）及びケミング（K
eming）による第4,400,866 号及び第4,375,643 号の米
国特許明細書において議論され、これらは、本文におい
て引例として組み込まれるものとする。
２０及び酸化物層２１を成長させることによって開始さ
れる。酸化物緩衝材２０は、ＳｉＯ2 即ちガラスであ
り、レンズ用として光学的に適切なものである。酸化物
緩衝材２０及び酸化物層２１は、構造層１２の表面にお
いて従来通りの酸化プロセスを使用して成長される。当
該酸化物は、シリコン基板１０の表面ばかりでなく構造
層１２の露出壁部においても成長する。酸化物緩衝材２
０は、図１０において示されるように、緩衝材の形状を
制御するシリコン窒化物層１８から課せられる制約の故
に、内側と外側の両方に向かって湾曲した形状において
成長する。酸化速度は、構造層１２のシリコン窒化物層
１８との境界面において最も遅いものとなる。酸化物緩
衝材２０は、酸化物成長の輪郭が略凸状となって、構造
層１２との凸凹関係を為す略ボウル形状を形成するまで
成長される。酸化速度は、構造層１２内における拡散濃
度勾配１４’によって更に制御される。酸化速度が構造
層１２及びシリコン窒化物１８の境界面において最も遅
いので、酸化物緩衝材は、構造層１２及びシリコン窒化
物１８の境界面において最も薄くなる。酸化物緩衝材
は、成長速度が最も速い個所である構造層１２の中心に
おいて最も厚くなる。結果として生じる略ボウル形状の
湾曲は、部分的な球体又は部分的な楕円の形態にあり、
楕円放物面の何らかの形態、或いは構造層１２の表面に
おけるその他の３次元の湾曲であることになる。本文に
おいて使用される「ボウル形状」という用語は、形状の
そのような形態の総てを包含するものとして意図され
る。略球形状の酸化物緩衝材は、球体又は楕円の形態に
あり、楕円放物面の何らかの形態、或いはその他の３次
元の閉じた湾曲であることになり、本文において使用さ
れる「球形状」という用語は、形状のそのような形態の
総てを包含するものとして意図される。ポリシリコン酸
化速度の制御が周知のプロセスであるので、酸化物緩衝
材２０の深さ及び輪郭は、精密に制御されることも可能
である。従って、図１１及び図１２においてそれぞれに
示されている仕上がった鏡面２２の略ボウル形状又はレ
ンズ２０の略球形状もまた精密に制御されることが可能
となる。酸化物緩衝材の成長及び制御は、両者ともに
「成長される酸化物緩衝絶縁体の高速ＶＬＳＩ・ＳＡＳ
ＭＥＦＥＴに対する適用（Application of Grown Oxide
Bumper Insulators to a High SpeedVLSI SASMEFE
T）」という標題が付いたボル（Bol ）及びケミング（K
eming）による第4,400,866 号及び第4,375,643 号の米
国特許明細書において議論され、これらは、本文におい
て引例として組み込まれるものとする。
【００３２】酸化物緩衝材２０の除去、或いは構造層１
２及びシリコン窒化物１８層の除去の何れかが、第２段
階の最終的工程である。酸化物緩衝材２０が除去される
ならば、残存するシリコンは、図１１において示される
ように鏡面２２となる。酸化物緩衝材２０は、周知の従
来通りの技術を使用して除去される。構造層１２及びシ
リコン窒化物１８層が除去されるならば、残存するガラ
スの酸化物緩衝材２０は、図１２において示されるよう
にレンズとなる。シリコン窒化物１８及び構造層１２の
除去は、周知の従来通りの技術によって実施されること
が可能である。シリコンは鏡面であるに足る十分な反射
率のものであるが、鏡面の反射率は、金属のような反射
コーティングで鏡面を被覆することによって変更される
ことも可能である。
２及びシリコン窒化物１８層の除去の何れかが、第２段
階の最終的工程である。酸化物緩衝材２０が除去される
ならば、残存するシリコンは、図１１において示される
ように鏡面２２となる。酸化物緩衝材２０は、周知の従
来通りの技術を使用して除去される。構造層１２及びシ
リコン窒化物１８層が除去されるならば、残存するガラ
スの酸化物緩衝材２０は、図１２において示されるよう
にレンズとなる。シリコン窒化物１８及び構造層１２の
除去は、周知の従来通りの技術によって実施されること
が可能である。シリコンは鏡面であるに足る十分な反射
率のものであるが、鏡面の反射率は、金属のような反射
コーティングで鏡面を被覆することによって変更される
ことも可能である。
【００３３】以上に説明したプロセスの修正が図１３か
ら図２３の各図において示され、前述のプロセスにおけ
るものと同じ要素には、「ａ」が付け足されているだけ
の同一の参照番号が付与されている。図１３に注目する
と、レンズ２０ａの基部２６における更に均一な湾曲を
備えたレンズが、構造層１２ａと基板１０ａの間に挿入
される窒化物層２４を補足することによって形成され
る。窒化物層２４は、構造層１２ａが被着される前に被
着される。図１４から図２３において示されているそれ
に続く工程段階は、図３から図１２において示された段
階と同じものであり、僅かに異なった形状の鏡面又はレ
ンズを産み出すのである。図２１から図２３は、窒化物
層２４の追加の故に、成長される酸化物緩衝材２０ａ、
レンズ２０ａ及び鏡面２２ａの形状において僅かに変化
する。追加の窒化物層は、酸化物緩衝材２０ａの基部２
６における酸化物の成長を制御して、基部２６において
更に均一な湾曲を形成することになる。図２３において
示されるレンズ２０ａは基板１０ａから隔離されている
ので、レンズ２０ａを適所に保持するために窒化物層２
４及び構造層１２ａの一部を残しておくことが重要であ
る。
ら図２３の各図において示され、前述のプロセスにおけ
るものと同じ要素には、「ａ」が付け足されているだけ
の同一の参照番号が付与されている。図１３に注目する
と、レンズ２０ａの基部２６における更に均一な湾曲を
備えたレンズが、構造層１２ａと基板１０ａの間に挿入
される窒化物層２４を補足することによって形成され
る。窒化物層２４は、構造層１２ａが被着される前に被
着される。図１４から図２３において示されているそれ
に続く工程段階は、図３から図１２において示された段
階と同じものであり、僅かに異なった形状の鏡面又はレ
ンズを産み出すのである。図２１から図２３は、窒化物
層２４の追加の故に、成長される酸化物緩衝材２０ａ、
レンズ２０ａ及び鏡面２２ａの形状において僅かに変化
する。追加の窒化物層は、酸化物緩衝材２０ａの基部２
６における酸化物の成長を制御して、基部２６において
更に均一な湾曲を形成することになる。図２３において
示されるレンズ２０ａは基板１０ａから隔離されている
ので、レンズ２０ａを適所に保持するために窒化物層２
４及び構造層１２ａの一部を残しておくことが重要であ
る。
【図１】 被着されパターン形成された構造層及び被着
されパターン形成されたマスキング層を備えた基板の側
面図である。
されパターン形成されたマスキング層を備えた基板の側
面図である。
【図２】 エッチングされた構造層及びマスキング層を
備えた基板の側面図である。
備えた基板の側面図である。
【図３】 マスキング層内におけるスリットのパターン
形成及びイオン注入の後における図２の平面図である。
形成及びイオン注入の後における図２の平面図である。
【図４】 拡散の後における図３の側面図である。
【図５】 図４の端面図である。
【図６】 シリコン窒化物の被着の後における図４の側
面図である。
面図である。
【図７】 図６のパターン形成の後における側面図であ
る。
る。
【図８】 図７の上面図である。
【図９】 図７の端面図である。
【図１０】 酸化物緩衝材の成長の後における図７の側
面図である。
面図である。
【図１１】 図１から図１０において示された工程から
製造される鏡面の側面図である。
製造される鏡面の側面図である。
【図１２】 図１から図１０において示された工程から
製造される１対のレンズの側面図である。
製造される１対のレンズの側面図である。
【図１３】 被着された窒化物層、被着されパターン形
成された構造層、及び被着されパターン形成されたマス
キング層を備えた基板の側面図である。
成された構造層、及び被着されパターン形成されたマス
キング層を備えた基板の側面図である。
【図１４】 マスキング層内におけるスリットのパター
ン形成及びイオン注入の後における図１３の平面図であ
る。
ン形成及びイオン注入の後における図１３の平面図であ
る。
【図１５】 拡散の後における図１４の側面図である。
【図１６】 図１５の端面図である。
【図１７】 シリコン窒化物の被着の後における図１５
の側面図である。
の側面図である。
【図１８】 図１７のパターン形成の後における側面図
である。
である。
【図１９】 図１８の上面図である。
【図２０】 図１８の平面図である。
【図２１】 酸化物緩衝材の成長の後における図１８の
側面図である。
側面図である。
【図２２】 図１３から図２１において示された工程か
ら製造される鏡面の側面図である。
ら製造される鏡面の側面図である。
【図２３】 図１３から図２１において示された工程か
ら製造される１対のレンズの側面図である。
ら製造される１対のレンズの側面図である。
【符号の説明】 １０ 基板、１２ 構造層、１３ マスキング層、１４
イオン注入、１４’濃度勾配、１８ シリコン窒化
物、２０ レンズ、２２ 鏡面
イオン注入、１４’濃度勾配、１８ シリコン窒化
物、２０ レンズ、２２ 鏡面
Claims (2)
- 【請求項１】 次のことを含む、基板の表面に略ボウル
形状のマイクロ工学的要素を作製するプロセス： ａ． 略平坦な表面を有して前記表面から延在する壁手
段を備えた部材を準備すること。 ｂ． 前記壁手段の中へ緩衝材手段を成長せしめて、前
記壁手段と凸凹関係を為す略ボウル形状を形成するこ
と。 ｃ． 前記壁手段は、緩衝材手段が前記壁手段の中へ成
長するとき、前記緩衝材手段の成長に関して耐性があっ
て、前記壁手段の周辺部における前記緩衝材手段の成長
を制御するように成した、材料をその外側周辺部におい
て有するようにすること。 ｄ． 前記壁手段及び前記基板から前記緩衝材手段を除
去して、前記基板の表面に略ボウル形状の部材を残して
おくようにすること。 - 【請求項２】 次のことを含む、基板の表面に略球形状
のマイクロ工学的要素を作製するプロセス： ａ． 略平坦な表面を有して前記表面から延在する壁手
段を備えた部材を準備すること。 ｂ． 前記壁手段の中へ緩衝材手段を成長せしめて、前
記壁手段と凸凹関係を為す略ボウル形状を形成するこ
と。 ｃ． 前記壁手段は、緩衝材手段が前記壁手段の中へ成
長するとき、前記緩衝材手段の成長に関して耐性があっ
て、前記壁手段の周辺部における前記緩衝材手段の成長
を制御するように成した、材料をその外側周辺部におい
て有するようにすること。 ｄ． 前記緩衝材手段及び前記基板から前記壁手段を除
去して、前記基板の表面に略球形状の部材を残しておく
ようにすること。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US817163 | 1992-01-06 | ||
| US07/817,163 US5248379A (en) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | Method to manufacture lenses, optical systems and focusing mirrors by micromachining |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0643308A true JPH0643308A (ja) | 1994-02-18 |
| JP3280441B2 JP3280441B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=25222473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00006693A Expired - Lifetime JP3280441B2 (ja) | 1992-01-06 | 1993-01-04 | マイクロ加工によりレンズとミラーを製作する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5248379A (ja) |
| EP (1) | EP0552862B1 (ja) |
| JP (1) | JP3280441B2 (ja) |
| DE (1) | DE69306132T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6071426A (en) * | 1997-12-08 | 2000-06-06 | The Regents Of The University Of California | Micro benchtop optics by bulk silicon micromachining |
| US6115520A (en) * | 1998-03-05 | 2000-09-05 | Lucent Technologies Inc. | Compact mach-zehnder interferometer and wavelength reference employing same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4400866A (en) * | 1980-02-14 | 1983-08-30 | Xerox Corporation | Application of grown oxide bumper insulators to a high-speed VLSI SASMESFET |
| US4338616A (en) * | 1980-02-19 | 1982-07-06 | Xerox Corporation | Self-aligned Schottky metal semi-conductor field effect transistor with buried source and drain |
| US5149397A (en) * | 1991-07-03 | 1992-09-22 | Xerox Corporation | Fabrication methods for micromechanical elements |
-
1992
- 1992-01-06 US US07/817,163 patent/US5248379A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-01-04 JP JP00006693A patent/JP3280441B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-05 DE DE69306132T patent/DE69306132T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-05 EP EP93300039A patent/EP0552862B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3280441B2 (ja) | 2002-05-13 |
| EP0552862A1 (en) | 1993-07-28 |
| DE69306132D1 (de) | 1997-01-09 |
| DE69306132T2 (de) | 1997-06-12 |
| EP0552862B1 (en) | 1996-11-27 |
| US5248379A (en) | 1993-09-28 |
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