JPS62151407A - 合成樹脂薄膜形成装置 - Google Patents

合成樹脂薄膜形成装置

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JPS62151407A
JPS62151407A JP60292068A JP29206885A JPS62151407A JP S62151407 A JPS62151407 A JP S62151407A JP 60292068 A JP60292068 A JP 60292068A JP 29206885 A JP29206885 A JP 29206885A JP S62151407 A JPS62151407 A JP S62151407A
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JP
Japan
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thin film
optical system
synthetic resin
substrate
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP60292068A
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English (en)
Inventor
Masahiko Ibamoto
正彦 射場本
Atsushi Sugaya
厚 菅家
Hiroshi Terao
寺尾 弘
Kuniyuki Eguchi
州志 江口
Hideki Asano
秀樹 浅野
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2035Exposure; Apparatus therefor simultaneous coating and exposure; using a belt mask, e.g. endless

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、適宜の基板上に合成樹脂薄膜乞形成す石のに
用い61ろ合成樹脂薄膜形成装置に関する。
〔従来の技術〕
r’tに、レーザ光は散乱が少なく集束性が良いので、
微小な面積に高〜・エネルギ?照射することができ、こ
jを利用して合成樹脂(プラスチック)の重合ケ行なう
ことが知らねている。この場合。
l/−ザ光としては、例えば特開昭58−142336
号公報や特開昭59−89303号公報等に示さjろよ
うに、波長の短い領域の紫外線レーザが用いらハろ。
一方、ある物体表面にプラスチックの薄膜を形成する方
法は、例えばスピンコード法、スパッタ法、プラズマ重
合法等のように種々の方法が知らねて(・る。
〔発明が解決し7ようとてろ問題点〕 ところで、上記紫外線馨用いたプラスチック重合方法に
おいては、単に重合という化学反応χ発生させろだけで
、同時に薄膜ケ形成することはできなかった。又、上記
スピンコード法等の方法は、プラスチック薄膜乞形成す
ることを工できるが、真空等の所定の条件Y:侠し、装
置が複雑、高価であり、かつ薄膜形成に長時間を要する
欠点ケ有していた。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点乞除き、空気中で
容易にプラスチック乞薄膜状に重合形成することができ
る合成樹脂薄膜形成装置を提供するにある。
〔問題点χ解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明は、薄膜形成対象と
なる基板上にプラスチック七ツマ暑載立し、赤外線レー
ザの出力光を、反射鏡および光学系馨介してプラスチッ
クモノマに照射するとともに、基板上の像を前記光学系
および反射妹ヲ介して観察装置に導くようにしたことン
特徴とする。
〔作用〕
赤外線レーザの出力光ンプラスチックモノマに照射する
と、当該照射部分においてプラスチックモノマの重合が
生じろと同時に基板上に薄膜が形成さt′Iる。
〔実施例〕
以下、本発明乞図示の実施例に基づいて説明する。
第1図は本発明の実施9jに係るプラスチック薄膜形成
製蓋の系統図である。図で、1は赤外線レーザであり、
イツトリウム・アルミニウム番ガリウムレーザ(以下、
YAGレーザと称する)が用いられろ。2はYAGレー
ザ1から出力されろレーザ出力光であり、この場合、波
長1060+umの赤外線ビームである。4は光学系で
あり、鏡筒4a%鏡筒4a内に収納された対物レンズ4
b。
レンズカバーガラス4Cおよび鏡筒4a7i(駆動して
焦虚位置を調節する焦点調節装置4dで構成さねている
。4fは焦点を示す。5を;平面上χχ軸方回およびY
軸方向に所定距離だけ移動することができろXYテーブ
ル、6はXYテーブル5上に設置されたホルダ、7はホ
ルダ6上に載置されたガラス基板8はホルダ6の底部に
置かれたカーボン板である。ガラス基板7が対物レンズ
4bの焦点4fより遠くに位#するように焦点調節装置
4dで焦点4fが調節さrろ。9はガラス基板7上の像
を結像する結像光学系、10は結像光学系9で結像され
た像を撮flJするモニタTVカメラ、11は受像機で
ある。
次に1本発明の動作乞第2図fal 、 tblおよび
第3図1al〜fc)に示すプラスチック状態9乞参照
しながら説明″fろ。薄膜形成対象となるガラス基板7
Zホルダ6上に置キ、その上にプラスチックモノマZ塗
布f6゜このプラスチックモノマとして、例えば、ケイ
皮酸15部、アクリル酸13部、水酸化バリウム12部
、混合クロロスチレン39部より成るモノマが用いられ
ろ。YAGレーザ1乞励起すると、出力された赤外線ビ
ーム2は反射鏡3を透過し、対物レンズ4bで焦点4f
に集束さtた後、ガラス基板7上のプラスチックモノマ
に照射されろ。照射された赤外線ビーム2はガラス基板
2を通り抜け、カーボン板8に吸収される。−方、ガラ
ス基板7上の照射状態は可視光線として光学系4を経て
反射鏡3に至り1反射鏡3に反射して結像光学系9で結
像し、モニタTVカメラ10を経て受像機11に映し出
される。操作員はこれをみながら照射位置等を調節する
プラスチックモノマにYAGレーザ1から出力された赤
外線ビーム2が照射されろと、当該プラスチックモノマ
は重合されると同時に、第2図(a)。
(blに示すように、光軸Kを中心として直径「の範囲
で薄膜化されろ。第2図(alは平面図、第2図(bl
は第2図(alの線[b−IIbに沿う断面図で、13
はガラス基板7上の上記プラスチックモノマ、14は薄
膜形成部分を示す。直径rは数mm〜10数価となった
。又、薄膜の厚さはモノマ13の粘度や照射エネルギに
より制御することができる。
例えば、さぎに例示したモノマを用い、エネルギx3J
、赤外Hビーム2を9mS@のパルス光として05秒毎
に100回照射した場合、膜厚dは1320Aとなった
このようなりレータ状に薄膜が重合形成されろ理由につ
いては、未だ充分に解明さねていな(゛が。
次のように考えることもできるのではないかと思われる
。即ち、今、仮にモノマ130表面に照射される赤外線
ビーム2の径を2mmb薄膜の厚さdを02μm、照射
エネルギを20J、モノマ13の光線吸収率を7チ、モ
ノマ13の比熱を1.47J/flk、  モノマ13
の熱伝導度を1.21! /cn!とすると、平均温度
上昇は約500℃に達する。
赤外線2のもつエネルギ分布は、いわゆるガウス分布と
なっており、エネルギは中心軸が最大であり周辺になる
ほど小さくなるので、中心付近の温度は平均温度500
℃よりさらに高温となる。
このようなエネルギ状態のビーム2を1例えば厚さ0.
5 mmのモノマ13に照射すると、中心付近では瞬時
゛に蒸発が生じ、モノマのほとんどが気化するが底部の
モノマは重合してガラス基板に付着する。この状態が第
3図(a)に示されている。
上記のようにモノマの蒸発が生じろと、潜熱が奪われる
ので温度の上昇は抑制され、薄膜が燃えることはない。
そして、熱は周辺に向って拡散するので、蒸発は中心か
ら外側に回って進行するが。
同時に表面張力のためモノマ13が外方へ押しやられ、
この結果クレータが形成されると考えられる。第3図[
blはこの状態を示し、第3図(clはこれがさらに発
展した状態を示す。なお、モノマから蒸発すル揮発成分
はレンズカバーガラス4Cに妨げられて対物レンズ4b
が汚染され2)ことはない。
又、薄膜の形成状態は受像機11により監視される。
以上の薄膜形成の理論は、前述のように推測の域に留ま
るものであるが、実際のプロセスとしては、上記の装置
により同一条件で同一の薄膜を形成することができる。
上記装置において問題となるのは反射鏡3の構造である
。反射鏡3はその機能上、YAGレーザ1から出力さj
た赤外線ビーム2は良く透過して光学系4へ導き、又、
ガラス基板7上の可視像は良く反射して結像光学系91
\導く必要がある。このような機能を得ろため、通常、
反射鏡3はガラス等に金属薄膜を蒸着して構成されるが
、金属薄膜は赤外線を良く透過せしめろものでも数チの
吸収損失を避けろことはできない。このため、本実施例
でハ、゛例えば第4図に示すような反射鏡が用いらtろ
第4図は上記実施例に使用さjろ反射鏡の具体例を示す
系統図である。図で、第1図に示す部分と同一部分には
同一符号が付さねている。3aは反射鏡3の中心にあけ
らjた穴、3bは穴3aの部分を除いて形成さjた金属
蒸着膜を示す。赤外線ビーム2は、その径が極めて細い
ので、穴3aのみを通過する。一方、ガラス基板7上の
像は広い面積にわたって形成されるので、光線の広がり
も極めて大きく、反射鏡30面積のほとんどを占める金
属蒸着膜3bにより反射されろ。ガラス基板7上の像を
モニタTVカメラ10側からみると、中心部分で反射さ
jろ光が欠けているので、像は多少暗くなる。しかし、
像からの光線は散乱光であるので、光軸中心部がなくて
も周囲を通ってくる光で像は充分に再生され、何等の支
障も生じな1.10 以上述べたように、本実施例では、ガラス基板上のプラ
スチックモノマをYAGレーザから出力される赤外線ビ
ームで照射することにより、空気中でプラスチックモノ
マを重合すると同時にガラス基板上に薄膜を形成するこ
とができ、装置を簡単に構成することができろ。又、ガ
ラス基板上の像を反射鏡を介して受像機で観察できるよ
うにしたので、赤外線ビーム照射の調節や薄膜形成状態
の監視を行なうことができろ。さらに、反射鏡の中心に
穴を形成したので、赤外線ビームの吸収損失を防止する
ことができろ。
第5図は本発明の他の実施例に係るプラスチック薄膜形
成装置の系統図である。図で、第1図に示す部分と同一
部分に舎工同−符号を付して説明を省略する。本実施例
は、結像光学系9から受像機11に至る系統とYAGレ
ーザ1との配置、および反射鏡16の構造においてさぎ
の実施例と異なる。即ち1反射鏡16は、YAGレーザ
1から出力された赤外線ビーム2を光学系4の方へ反射
するとともに、ガラス基板7上の像を結像光学系9の方
へ透過する。他の構成はさぎの実施91のものと同じで
あり、又、プラスチックモノマの重合、薄膜形成作用も
同じである。
反射鏡16は、例えば、ガラス板に厚さ100Aの金を
蒸着して構成されろ。このような構成においては、赤外
線ビーム20反射率は95チ以上であり、可視光の透過
率は50チ程度であり、実用上充分に使用可能である。
しかしながら、反射におけろ損失が5チ程度あるので、
この損失を避けたい場合は第6図に示すような反射鏡を
用いる。
第6図は本実施例に使用されろ反射鏡の具体例を示す系
統図である。図で、第5図に示す部分と同一部分には同
一符号が付さねでいる。16aは反射鏡16の中心に形
成さj、た全反射ミラー部、16bは透明部である。全
反射ミラー部16aは誘電体多層膜より成り、各層の屈
折率と膜厚を適当に選ぶことにより赤外線ビーム20反
射率をほぼXOOチとすることができろ。全反射ミラー
部16aの径は赤外線ビーム2の径よりやや大きく選定
される。透明部16bは透明ガラスであり、ガラス基板
7上の像の光線は大部分透過し、明るい像を得ろことが
できろ。本実施例においても、さぎの実施例と同じ効果
を奏する。
なお、上記各実施例の説明では、レーザとしてYAGレ
ーザを用いた例について説明したが、他の赤外線レーザ
を用いてもよい。又、ガラス基板の配置を焦点より遠方
とした例について説明したが、レーザ光線のエネルギ等
の条件により焦点位吐又は焦点より近い位[C配置する
ことができる。
さらに、基板をニガラス基板でなくてもよく、又。
プラスチックモノマは上述の例に限定さjろことはない
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明では、赤外線レーザからの光
線を基板上の合成樹脂モノマに照射するように構成した
ので、空気中でも容易に基板上に薄膜を重合形成するこ
とができ、又、装置も簡単に構成することができる。さ
らに、観察装置により基板上の像を観察するようにした
ので、レーザ光線の照射の調節や薄膜形成状態の監視を
行なうことができ、薄膜形成を正確に行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る薄膜形成装置の系統図、
第2図ial 、 [blおよび第3図f”l + f
bl t [clはプラスチックの状態図、第4図は第
1図に示す装置に使用される反射鏡の具体例を示す系統
図、第5図は本発明の他の実施例に係る薄膜形成装置の
系統図、第6図は第5図に示す装置に使用さrろ反射鏡
の具体例を示す系統図である。 1・・・・・・YAGレーザ、2・・・・・・赤外線ビ
ーム、3116・・・・・・反射鏡、4・・・・・・光
学系、4b・・・・・・対物レンズ、5・・・・・・X
Yテーブル、7・・・・・・ガラス基板、9・・・・・
・結像光学系、10・・・・・・モニタTVカメラ、1
1・・・・・・受像機、13・・・・・・モノマ、14
・・・・・・薄膜。 代 埋 人  弁理士  武 顕次部 第1図 ll 9−一一一結像光学系 IQ−−−−七二9TV力tう / /−−−一々像機 第2図 (b) 第3!!! (0)        (c) (b) 第4図 第5図 9−−−−AΔ像光学系 10−−−一七ニクTvカメラ lI〜−−一愛イ2〔オζ( 7ローーーー反射誂

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、赤外線レーザと、この赤外線レーザから出力された
    出力光を通す光学系と、前記出力光の照射位置に支持さ
    れかつ合成樹脂モノマが載置された基板と、この基板上
    の像を観察する観察装置と、前記赤外線レーザおよび前
    記観察装置と前記光学系との間に介在する反射鏡とを備
    えていることを特徴とする合成樹脂薄膜形成装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記基板は、前記
    光学系の焦点より遠方に位置することを特徴とする合成
    樹脂薄膜形成装置。 3、特許請求の範囲第1項において、前記光学系は、焦
    点位置を調節する調節手段を備えていることを特徴とす
    る合成樹脂薄膜形成装置。 4、特許請求の範囲第1項において、前記反射鏡は、前
    記出力光を透過し、かつ、前記基板上の像の可視光を反
    射する構成とされていることを特徴とする合成樹脂薄膜
    形成装置。 5、特許請求の範囲第4項において、前記反射鏡は、そ
    のほぼ中心部分に前記出力光が透過する貫通穴を備えて
    いることを特徴とする合成樹脂薄膜形成装置。 6、特許請求の範囲第1項において、前記反射鏡は、前
    記基板上の像の可視光を透過し、かつ、前記出力光を反
    射する構成とされていることを特徴とする合成樹脂薄膜
    形成装置。 7、特許請求の範囲第6項において、前記反射鏡は、そ
    のほぼ中心部分に前記出力光を全反射する全反射ミラー
    部を備えていることを特徴とする合成樹脂薄膜形成装置
    。 8、特許請求の範囲第1項において、前記観察装置は、
    前記基板上の像を結像する結像光学系を備えていること
    を特徴とする合成樹脂薄膜形成装置9、特許請求の範囲
    第1項において、前記観察装置は、前記基板上の像を結
    像する結像光学系と、この結像光学系で得られた像を映
    し出すモニタテレビジヨンとで構成されていることを特
    徴とする合成樹脂薄膜形成装置。
JP60292068A 1985-12-26 1985-12-26 合成樹脂薄膜形成装置 Pending JPS62151407A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05138469A (ja) * 1991-09-23 1993-06-01 Takeshi Yanagisawa 2次元運動機構

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05138469A (ja) * 1991-09-23 1993-06-01 Takeshi Yanagisawa 2次元運動機構

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