NL8303905A - Werkwijze voor het vervaardigen van een geodetische component en geintegreerde optische inrichting die deze component bevat. - Google Patents

Description

ESN 10.839 1 N.V. Philips 'Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Werkwijze voor het vervaardigen van een geodetische component en geïntegreerde optische inrichting die deze component bevat.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het .......__ vervaardigen van een geodetisch-cptische component, waarbij in een oppervlak van een substraat asferische rotatiesymmetrische verdiepingen worden gevormd en het oppervlak met de verdiepingen worden voorzien van 5 een planaire golf geleider.

Geodetisch-cptische componenten ontlenen hun werking aan het feit dat invallende stralen worden gevangen in een planaire golf-geleider, welke is aangebracht qp een substraat met asferische rota-tiesynmetrische welvingen, bijvoorbeeld verdiepingen in zijn oppervlak.

10 Qp deze manier kan men bijvoorbeeld lenzen maken. De afmetingen van de verdiepingen in het substraat zijn precies voorgeschreven. De vormnauw-keurigheid bedraagt ca. 0,5 ^um.

Volgens een bestaaide methode warden de verdiepingen verkregen door glas te persen of te gieten in een mal met een oppervlak dat het 15 negatief is van het te verkrijgen substraatoppervlak.

Optredende problemen zijn hierbij van fijnmechanische aard waar het de vervaardiging van een pers- of gietmal betreft en liggen qp het gebied van de vormgeving van glas waar het het vormvast persen of gieten van glas betreft.

20 Gezien deze problemen zijn geodetisch-cptische componenten in de optica nog niet qp een schaal van betekenis toegepast.

Met de uitvinding wordt nu aider meer beoogd de toepassing van geodetisch-cptische componenten te bevorderen. De uitvinding berust ander meer op het inzicht dat de genoemde problemen althans in belang-25 rijke mate vermeden kunnen worden bij toepassing van chemische technieken bij het vormen van de verdiepingen.

De in de aanhef vermelde werkwijze wordt volgens de uitvinding derhalve daardoor gekenmerkt, dat een oppervlak van een substraat-lichaam wordt voorzien van een aantal praktisch even dikke lagen die 30 tezamen met het substraatlichaam het substraat vormen welke lagen een zodanige samenstelling hebben dat bij etsen met een bepaald etsmiddel de etssnelheid afhankelijk van het rangnummer van vorming van de lagen varieert, dat het oppervlak van het substraat wordt af geschermd met een 9303905 EHN 10.839 2 a

I «L V

maskerende laag die bestand is tegen de inwerking van het etsmiddel, waarbij het oppervlak van het substraat aan de zijde van de lagen ter plaatse van de te vormen verdiepingen wordt blootgelegd en de verdiepingen door etsen met het etsmiddel warden verkregen en na verwijdering 5 van de maskerende laag de planaire golf geleider wordt aangebracht.

Bij voorkeur neemt de etssnelheid met toenemend rangnummer van vorming van de lagen af.

Met de werkwijze volgens de uitvinding kunnen verdiepingen met de vereiste nauwkeurigheid in het substraatoppervlak worden gevormd 1Q en wordt de mogelijkheid van een economisch verantwoorde vervaardiging van geodetisch-optische componenten verkregen. Ook optische inrichtingen waarin zulke componenten zijn geïntegreerd kunnen nu warden gemaakt.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en van bijgaande tekening. In de tekening stellen: 15 figuren 1, 2 en 3 schematisch een deel voor van een doorsnede van een geodetisch-optische component in achtereenvolgende stadia van vervaardiging met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding en stelt figuur 4 schematisch en in doorsnede een inrichting voor voor 2Q het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

Bij de als voorbeeld te beschrijven werkwijze wordt een geodetisch-optische component vervaardigd, waarbij in een oppervlak 1 van een substraat 2 asferische rotatiesynmetrische verdiepingen 3 worden gevormd en het oppervlak 1 met de verdiepingen 3 warden voorzien van een 25 planaire golfgeleider 4.

Volgens de uitvinding wordt een oppervlak 5 van een substraat-lichaam 6 voorzien van een aantal praktisch even dikke lagen 7, die tezamen met het substraatlichaam 6 het substraat 2 vonten, welke lagen 7 een zodanige samenstelling hebben dat bij etsen met een etsmiddel 3Q de etssnelheid afhankelijk van het' rangnummer van vorming van de lagen varieert.

Vervolgens wordt het oppervlak 1 van het substraat 2 afgeschermd met een maskerende laag 8 die bestand is tegen de inwerking van het etsmiddel, waarbij het oppervlak 1 van het substraat 2 aan de zijde van 35 de lagen ter plaatse , van de te vormen verdiepingen 3 wordt blootgelegd (zie fig. 2).

Daarna worden de verdiepingen 3 door etsen met het etsmiddel verkregen en wordt na verwijdering van de maskerende laag 8 de planaire 8303905 * « * ·:Γ* / ·» ΓΗΝ 10.838 3 golf geleider 4 aangebracht.

Bij voorkeur neemt de etssnelheid met toenemend rangnummer van vorming van de lagen af.

Bij de vervaardiging van de geodetisch-cptische component, 5 in ons voorbeeld een leis, wordt bijvoorbeeld uitgegaan van een sub-straatlichaam 6 van enige cm lang en breed en bestaande uit kwartsglas.

Het substraatlichaam 6 wordt gebracht in een doosvormige reactor met ca-pacitief gekoppelde platen 9, waartussen een HF veld met een frequentie van 13 MHz wordt opgewekt.

to Mat behulp van een niet-isotherme plasma CVD werkwijze worden uit een gasfase de lagen 7 op het substraatlichaam 6 neergeslagen. Onder een niet-isotherme plasma CVD werkwijze wordt een werkwijze verstaan waarbij met een zogenaamd koud plasma wordt gewerkt, waarin slechts elektronen een hoge kinetische energie bezitten. Met zulk een plasma 15 kan men zelfs gasmengsels tot reactie brengen, die thermisch niet reactief zijn. Bij deze werkwijze kunnen met succes betrekkelijk lage substraattemperaturen (60-80°C) worden toegepast en worden scheurvrije lagen verkregen. .

De substraatlichamen 6 bevinden zich tijdens het neerslaan 20 van de lagen 7 (¾) een temperatuur van ca. 60°C. De lagen 7 worden neergeslagen uit een gasstroon 10, die silaan (SiHj), ammoniak (NH^), argon (Ar) en stapsgewijze af nemende hoeveelheden distikstofoxide (^0) bevat.

De samenstelling van de gasfase wordt op een gebruikelijke wijze discontinu en met korte intervallen zodanig gewijzigd, dat in enige uren ca.

25 1000 lagen van ieder ongeveer 1 ^um dikte bij een druk van 1-5 Torr wor den neergeslagen.

De lagen variëren in praktiscte gelijke stappen van samenstelling, waardoor bij de later uit te voeren etsbehandeling kctnwormige verdiepingen 3 worden verkregen.

30 Het oppervlak 1 van het aldus verkregen substraat 2 wordt voor zien van een tegen het etsmiddel maskerende 0,2 ^um dikke chroctnlaag 8.

Met behulp van een fotolaag 12 wordt op een gebruikelijke wrljze na belichten en ontwikkelen volgens het patroon van de verdiepingen 3 via cirkelvormige openingen 13 (diameter 10 ^um) in de fotolaklaag 12 openingen 35 14 van ongeveer dezelfde diameter op de gebruikelijke wijze in de chroam- laag 8 geëtst ter plaatse waar de verdiepingen 3 moeten worden gevormd.

De fotolaklaag 12 wordt verwijderd en via de openingen 14 in de chroctnlaag 4 worden de verdiepingen 3 geëtst met behulp van het 8303905 5» t - * EHN 10.839 4 etsmiddel dat bestaat uit fosfor zuur. Konvormige verdiepingen worden gevormd in enige dagen. Deze zijn ca. 600 ^um diep en hebben een diameter aan het oppervlak 1 van ca. 2 mm.

Na verwijdering van de maskerende laag 8 wordt de planaire 5 golf geleider 4 aangebracht in de vorm van een 50 yum dikke laag van materiaal met hogere brekingsindex dan het materiaal van het substraat, bijvoorbeeld siliciumnitride nadat eerst een 10 ^um dikke optische bufferlaag van siliciumoxide is aangebracht.

Op een gebruikelijke wijze wordt de aldus verkregen 1fl lens afgewerkt, eventueel geïntegreerd met andere componenten in een optische Inrichting.

De uitvinding is uiteraard niet beperkt tot het gegeven voorbeeld. De als voorbeeld beschreven werkwijze kan door de vakman binnen het raam van de uitvinding op velerlei wijze worden gevarieerd.

15 20 25 30 1 8303905

Claims (4)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een geodetisch-optische component waarbij in een oppervlak van een substraat asferische rotatie-synmetrische verdiepingen worden gevormd en het oppervlak met de verdiepingen worden voorzien van een planaire golf geleider, met het kennerk, 5 dat een oppervlak van een substraatlichaam wordt voorzien van een aantal praktisch even dikke lagen, die tezamen met het substraatlichaam bet substraat vonten welke lagen een zodanige samenstelling hebben dat bij etsen net een bepaald etsmiddel de etssnelheid afhankelijk van het rangnumter van vorming van de lagen varieert, dat het oppervlak IQ van het substraat wordt afgeschermd met een maskerende laag die bestand is tegen de inwerking van het etsmiddel waarbij het oppervlak van het substraat aan de zijde van de lagen ter plaatse van de te vormen verdiepingen wordt blootgelegd ai de verdiepingen door etsen met het etsmiddel worden verkregen en na verwijdering van de maskerende laag 15 de planaire golfgeleider wordt aangebracht.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de etssnelheid met toenemend rangnummer van vanning van de lagen afneemt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de lagen worden gevomd net behulp van een niet-isotheme plasma CVD 2q werkwijze.

4. Optische inrichting waarin tenminste één geodetisch-optische canponent, die vervaardigd is met behulp van de werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, is geïntegreerd. 25 1 8303905 35