JPH026902A - マイクロレンズ及びその製造方法 - Google Patents
マイクロレンズ及びその製造方法Info
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- JPH026902A JPH026902A JP19373988A JP19373988A JPH026902A JP H026902 A JPH026902 A JP H026902A JP 19373988 A JP19373988 A JP 19373988A JP 19373988 A JP19373988 A JP 19373988A JP H026902 A JPH026902 A JP H026902A
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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。
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、マイクロレンズ及びその製造方法に関する。
［従来の技術］
基板に光を照射し、所定のプログラムで基板上のエネル
ギー分布をコントロールし、ＣＶＤにより所望の膜厚分
布を有する物質膜を形成し、この物質膜をレンズとして
使用するという技術が提案されている（例えば特開昭６
２−２６０１０４号公報）。
ギー分布をコントロールし、ＣＶＤにより所望の膜厚分
布を有する物質膜を形成し、この物質膜をレンズとして
使用するという技術が提案されている（例えば特開昭６
２−２６０１０４号公報）。
周知の如く、レーザー光はガウス分布に従う強度分布を
もっているので基板にレーザー光を照射することにより
ガウス分布に従うプロフィルをもつ物質膜を形成できる
。この物質膜はその最大膜厚部近傍をレンズ面として使
用することが出来るし、また必要によりエツチングで所
望のレンズ面加工を行うことによって所望の面形状のレ
ンズとして形成できると考えられる。
もっているので基板にレーザー光を照射することにより
ガウス分布に従うプロフィルをもつ物質膜を形成できる
。この物質膜はその最大膜厚部近傍をレンズ面として使
用することが出来るし、また必要によりエツチングで所
望のレンズ面加工を行うことによって所望の面形状のレ
ンズとして形成できると考えられる。
［発明が解決しようとする課題］
発明者は、上記の如きレーザーＣＶＤを利用してマイク
ロレンズを作製することを研究してきたが、その途上に
於いて、石英基板上に５１３Ｎ、ａの物質膜として所望
の形状のマイクロレンズを作製することに成功した。し
かし、このＳｉ３Ｎ４物質膜のマイクロレンズはその成
膜後に割扛ることが多く、製造の歩留まりが悪いという
問題があった８本発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たものであって、新規なマイクロレンズ及びその製造方
法の提供２目的とする。
ロレンズを作製することを研究してきたが、その途上に
於いて、石英基板上に５１３Ｎ、ａの物質膜として所望
の形状のマイクロレンズを作製することに成功した。し
かし、このＳｉ３Ｎ４物質膜のマイクロレンズはその成
膜後に割扛ることが多く、製造の歩留まりが悪いという
問題があった８本発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たものであって、新規なマイクロレンズ及びその製造方
法の提供２目的とする。
［課題をＫｆ）；するための手段］
以下、本発明を特徴する
請求項ｌの発明は、マイクロレンズの製造方法であって
、以下の如き特徴を持つ。
、以下の如き特徴を持つ。
即ち、石英基板上にＣＯ，レーザー光を集束せし２め、
５ＩＨ４、ＮｏｆＮＨ３を略１；５：３０の割合で混合
してなる材料ガスを用い、１ノーザーＣＶＤにより上記
石英基板上に、上記ＣＯ，レーザ・−光照射による温度
分布に従って膜厚の変化したＳｉＯＮの膜を形成するの
である。
５ＩＨ４、ＮｏｆＮＨ３を略１；５：３０の割合で混合
してなる材料ガスを用い、１ノーザーＣＶＤにより上記
石英基板上に、上記ＣＯ，レーザ・−光照射による温度
分布に従って膜厚の変化したＳｉＯＮの膜を形成するの
である。
請求項２の発明もマイクロ１ノンズの製造方法Ｃあって
、その特徴とする所は、ＩＺ記請求項１の発明に於いて
、石英基板りこ照射するＣｏ２１．、／−ザー光として
、波長１０．２μｍの成分を選択的に用いる点にある。
、その特徴とする所は、ＩＺ記請求項１の発明に於いて
、石英基板りこ照射するＣｏ２１．、／−ザー光として
、波長１０．２μｍの成分を選択的に用いる点にある。
請求項３の発明もマイクロレンズの製造方法であって、
その特徴とするところは、上記請求項１または２の方法
で得られるＳｉＯＮの膜にエツチングを施して、所望の
レンズ面形状を得る点にある。
その特徴とするところは、上記請求項１または２の方法
で得られるＳｉＯＮの膜にエツチングを施して、所望の
レンズ面形状を得る点にある。
請求項４の発明は、上記請求項１または２または３の方
法で製造されるマイタロレンズそ九自体である。
法で製造されるマイタロレンズそ九自体である。
また、請求項５の発明は請求項４のマイクロ１ノンズの
組成を特定したものであり７その組成比は略、Ｓｉ；７
２〜２５ａｔ１１％、Ｎ；２０−２５ａｔｄ、Ｏ；５０
〜５６ａｔｍ％の原子量組成比である。
組成を特定したものであり７その組成比は略、Ｓｉ；７
２〜２５ａｔ１１％、Ｎ；２０−２５ａｔｄ、Ｏ；５０
〜５６ａｔｍ％の原子量組成比である。
［作 用コ
前述したＳｉ３Ｎ、物質膜によるマイクロレンズに割れ
が発生しやすいのはＳｉ３Ｎ、と石英基板との間の熱膨
張率の差が大きいためであると老犬られるい即ち、５．
１３Ｎ４の物質膜を形成したのち全体が昂却する過程で
石英基板とＳｉ、ｔＬ物質膜との熱膨張率差のため両者
の冷却に伴う収縮量に大きな差が生ずる。この差は当初
Ｓｉ３Ｎ４の物質膜にスＩ・レスとして吸収さ九るがス
トレスがある程度以［−となると割れが発生するのであ
る。
が発生しやすいのはＳｉ３Ｎ、と石英基板との間の熱膨
張率の差が大きいためであると老犬られるい即ち、５．
１３Ｎ４の物質膜を形成したのち全体が昂却する過程で
石英基板とＳｉ、ｔＬ物質膜との熱膨張率差のため両者
の冷却に伴う収縮量に大きな差が生ずる。この差は当初
Ｓｉ３Ｎ４の物質膜にスＩ・レスとして吸収さ九るがス
トレスがある程度以［−となると割れが発生するのであ
る。
そこで本発明では、マイクロレンズを構成する物質膜と
して石英基板との熱膨張率の差の小さいＳｉＯＮを用い
ることにより、」二記問題に解決した。
して石英基板との熱膨張率の差の小さいＳｉＯＮを用い
ることにより、」二記問題に解決した。
かかるＳｉＯＮの物質膜を形成するために５１ノーザー
光どしてはＣＯ２レーザー光が用いらＪｚ、 レーザ
ーＣＶＤ（７ＪｔＪＩ物質ど［、ｙ−ｒはＳ、ｉＨ，、
Ｎｏ、ＮＨ，（７）混合ガスが用いら九る。これらのガ
スの混合比（分圧比）はＳｉＨ４：ＮＯ：ＮＪ：１：５
：３０の近傍の値が選択される。混合比＆：おけるＮＯ
の分圧が小さく例六ば−１−記分圧比におＬプる値５に
対１．．ｔ ”ｃ コ程度とすると、石英基板との熱膨
張率の差が然程小さくならず、やはりストレスＬこよる
割れが発生してしまう。またＮＯの分圧比の値が大きく
成りすぎると、物質膜の表面形状が温度分布に対して忠
実でなくなり、膜の裾野が広がった形状とな−、てマイ
クロ１ノンズとしての適性に欠けたものとなってしまう
、また、ＣＯ２レーザーは１０．２μｍの波長のものの
ばか１０．６μｍ等、他の波長のものも発振できる。
光どしてはＣＯ２レーザー光が用いらＪｚ、 レーザ
ーＣＶＤ（７ＪｔＪＩ物質ど［、ｙ−ｒはＳ、ｉＨ，、
Ｎｏ、ＮＨ，（７）混合ガスが用いら九る。これらのガ
スの混合比（分圧比）はＳｉＨ４：ＮＯ：ＮＪ：１：５
：３０の近傍の値が選択される。混合比＆：おけるＮＯ
の分圧が小さく例六ば−１−記分圧比におＬプる値５に
対１．．ｔ ”ｃ コ程度とすると、石英基板との熱膨
張率の差が然程小さくならず、やはりストレスＬこよる
割れが発生してしまう。またＮＯの分圧比の値が大きく
成りすぎると、物質膜の表面形状が温度分布に対して忠
実でなくなり、膜の裾野が広がった形状とな−、てマイ
クロ１ノンズとしての適性に欠けたものとなってしまう
、また、ＣＯ２レーザーは１０．２μｍの波長のものの
ばか１０．６μｍ等、他の波長のものも発振できる。
これらの光の内、波長１０．６μｍの１７−ザー光は。
Ｉニ記材料ガスに良くエネルギーを吸収されるが、この
波長の成分の光で！ノー・ザーＣＶＤを行うと、ＳｉＯ
Ｎ物質膜の表面１、ニスバイク状の膜成長が生じてマイ
クロレンズの光学性能上の欠点となる場合がある。こ九
を避けるにはＣＯ２レーザーの放射光のうちで材料ガス
に吸収されにくい波長のものを用いるのが良い。特に６
波長＋０．２．、口ｎの１ノ一ザー光成分で１か−ザー
ＣＶ ｌ）を行うと、−１−記入バイ））状の膜成長を
完全に防１［、できる。
波長の成分の光で！ノー・ザーＣＶＤを行うと、ＳｉＯ
Ｎ物質膜の表面１、ニスバイク状の膜成長が生じてマイ
クロレンズの光学性能上の欠点となる場合がある。こ九
を避けるにはＣＯ２レーザーの放射光のうちで材料ガス
に吸収されにくい波長のものを用いるのが良い。特に６
波長＋０．２．、口ｎの１ノ一ザー光成分で１か−ザー
ＣＶ ｌ）を行うと、−１−記入バイ））状の膜成長を
完全に防１［、できる。
石英基板上を一形成される物質Ｉ！傭は、前述の如くガ
ウス型のプロフィルを持つので子れ自体４マイクロＩ／
ンズと１２で用いることが可能であるが、さらにＪ二記
物質Ｆ２にエツー、Ｔ−ング＠だ（，１，て所望のｉメ
ンズ面形状を実現することができる。。
ウス型のプロフィルを持つので子れ自体４マイクロＩ／
ンズと１２で用いることが可能であるが、さらにＪ二記
物質Ｆ２にエツー、Ｔ−ング＠だ（，１，て所望のｉメ
ンズ面形状を実現することができる。。
［実施例］
以下１図面を参照しながら具体的な実施側番こ即して説
明する。
明する。
第１図は、レーザーＣＶＤによりマイクロレンズを製造
するための装置を説明図的に示して−る。
するための装置を説明図的に示して−る。
符号１はＣＯ，レーザー、符号２はガイド光用光源であ
るＨｅ−Ｎｅレーザー、符号３はＺｎ５ｅ板、符号４は
ミラー、符号５はＺｎ５ｅ集光レンズ（ｆ＝２００ｍｍ
）。
るＨｅ−Ｎｅレーザー、符号３はＺｎ５ｅ板、符号４は
ミラー、符号５はＺｎ５ｅ集光レンズ（ｆ＝２００ｍｍ
）。
符号６はＺｎ５ｅ窓、符号゛７はナヤンバー・、符号８
は真空ゲージ、符号９はガス漂入管、符号ｌＯは石英基
板、符号１１はロータリーポンプ、符号１２はグレーテ
ィングを示す。
は真空ゲージ、符号９はガス漂入管、符号ｌＯは石英基
板、符号１１はロータリーポンプ、符号１２はグレーテ
ィングを示す。
（具体的な作製例１）
チャンバー７内にガス導入管９により材料ガスとして、
ＳｉＨ４，ＮＯ，ＮＨｓを１：５：３０の混合比に混
合したものを導入し、全圧７．２・１０３Ｐａで封じ込
めた。
ＳｉＨ４，ＮＯ，ＮＨｓを１：５：３０の混合比に混
合したものを導入し、全圧７．２・１０３Ｐａで封じ込
めた。
ＣＯ□レーザー１の放射レーザー光の内、波長１０．２
μｍのものをグレーティング１２により選択し、これを
Ｚｎ５ｅレンズ５により石英基板１０上にスポット経略
０．８５＋ａ＋ｏのスポットとして集束させ、レーザー
ＣＶＤによりＳｉＯＮの物質膜を形成した。この物質膜
のプロフィルを第２図に実線にて示す、膜の表面形状は
レーザー光の持つガウス型の分布に良く従った形状とな
っている。この物質膜は１石英基板１０に近い熱膨張率
を持ち、冷却の過程でも割れが発生することがなかった
。
μｍのものをグレーティング１２により選択し、これを
Ｚｎ５ｅレンズ５により石英基板１０上にスポット経略
０．８５＋ａ＋ｏのスポットとして集束させ、レーザー
ＣＶＤによりＳｉＯＮの物質膜を形成した。この物質膜
のプロフィルを第２図に実線にて示す、膜の表面形状は
レーザー光の持つガウス型の分布に良く従った形状とな
っている。この物質膜は１石英基板１０に近い熱膨張率
を持ち、冷却の過程でも割れが発生することがなかった
。
この物質膜は、これ自体でもマイクロレンズとしての使
用が可能である（膜厚最大部分の表面形状は球面に適合
し得る。この実施例で得られた第２図の物質膜の上記部
分の曲率半径は５■である）が必要とあらばエツチング
等の処理で所望のレンズ面形状を加工すれば良い。
用が可能である（膜厚最大部分の表面形状は球面に適合
し得る。この実施例で得られた第２図の物質膜の上記部
分の曲率半径は５■である）が必要とあらばエツチング
等の処理で所望のレンズ面形状を加工すれば良い。
この実施例では、１６ＢＨＦによりエツチングを行い、
第２図に破線で示すような曲率半径４ｍｍの球面形状の
レンズ面を作製した。このエツチングの過程においても
ストレスによる割れは発生しなかった。
第２図に破線で示すような曲率半径４ｍｍの球面形状の
レンズ面を作製した。このエツチングの過程においても
ストレスによる割れは発生しなかった。
なお、波長１０．６μｍのレーザー光でレーザーＣＶＤ
を行うと前述のごとくスパイク状の膜成長が生ずること
があるが、かかるスパイク状の膜成長が生じた場合には
、研磨等によりスパイク状部分を除去することができる
。
を行うと前述のごとくスパイク状の膜成長が生ずること
があるが、かかるスパイク状の膜成長が生じた場合には
、研磨等によりスパイク状部分を除去することができる
。
（具体的な製造例２）
第１図の装置のチャンバー７内にガス導入管９により、
材料ガスとしてＳ］Ｈ４ｔＮＯｔＮＨａをＳｉＨ。
材料ガスとしてＳ］Ｈ４ｔＮＯｔＮＨａをＳｉＨ。
：ＮＯ：ＮＨｓ ＝］：５：３０の分圧比に混合したも
のを導入し、全圧２．９・１０’ Ｐａで封じ込めた。
のを導入し、全圧２．９・１０’ Ｐａで封じ込めた。
この状態で。
ＣＯ□レーザー１の放射レーザー光のうち波長１０．２
μｍの光をグレーティング１２により選択し、Ｚｎ５ｅ
レンズ５により石英基板１０の基板表面にスポット経略
１ｍｍのスポットとして集光照射し、ＳｉＯＮ膜を作製
した。
μｍの光をグレーティング１２により選択し、Ｚｎ５ｅ
レンズ５により石英基板１０の基板表面にスポット経略
１ｍｍのスポットとして集光照射し、ＳｉＯＮ膜を作製
した。
このように作製したＳｉＯＮ膜の形状は先の製造例１の
場合と同様であり、このＳｉＯＮ膜をそれ自体で、ある
いは必要に応じてエツチングにより所望のレンズ面形状
に加工してマイクロレンズとすることができる。
場合と同様であり、このＳｉＯＮ膜をそれ自体で、ある
いは必要に応じてエツチングにより所望のレンズ面形状
に加工してマイクロレンズとすることができる。
このようにして形成されたＳｉＯＮＭの組成を、オージ
ェ分光分析により分析した。その結果を第３図に示す。
ェ分光分析により分析した。その結果を第３図に示す。
第３図（Ｉ）は、膜の中心部、第３図（ＩＩＩ）は膜の
周辺部、第３図（ＩＩ）は、上記第３図（Ｉ）、 （Ｉ
ＩＩ）の中間部の分析結果を示している。この図から分
かるように、膜の中心部から周辺へ向かうにつれて、Ｎ
の原子量組成比が減少し、それに対応して膜の屈折率が
中心から周辺へ向かって次第に低下する傾向がうかがえ
る。
周辺部、第３図（ＩＩ）は、上記第３図（Ｉ）、 （Ｉ
ＩＩ）の中間部の分析結果を示している。この図から分
かるように、膜の中心部から周辺へ向かうにつれて、Ｎ
の原子量組成比が減少し、それに対応して膜の屈折率が
中心から周辺へ向かって次第に低下する傾向がうかがえ
る。
分析結果によればＳｉＯＮ膜に於けるＳｉ、Ｏ，Ｎの組
成比は、 Ｓｉ；２（１−２５ａｔｍ％、Ｎ；２０〜２
５ａｔｒｉ％、０；５０〜５６ａｔｍ２であった。
成比は、 Ｓｉ；２（１−２５ａｔｍ％、Ｎ；２０〜２
５ａｔｒｉ％、０；５０〜５６ａｔｍ２であった。
［発明の効果コ
以上、本発明によれば新規なマイクロレンズ及びその製
造方法を提供できる。
造方法を提供できる。
請求項１の発明によれば、従来問題となっていた製造過
程における物質膜の割れの問題が完全に解消され、請求
項２の発明によれば、請求項１の効果に加えてさらにス
パイク状膜成長の問題を解消できる。また、請求項３の
発明によれば上記請求項１または２の発明の効果に加え
て、所望のレンズ面形状を形成でき、請求項４，５のマ
イクロレンズは製造が容易でしかも歩留まりが高いとい
う効果を有する。
程における物質膜の割れの問題が完全に解消され、請求
項２の発明によれば、請求項１の効果に加えてさらにス
パイク状膜成長の問題を解消できる。また、請求項３の
発明によれば上記請求項１または２の発明の効果に加え
て、所望のレンズ面形状を形成でき、請求項４，５のマ
イクロレンズは製造が容易でしかも歩留まりが高いとい
う効果を有する。
第１図は、本発明のンイクロレンズを製造するための装
Ｖの要部を示す説明図、第２１１は石英基板上に形成さ
、！１．るＳｉＯＮの物質膜のプＴ」フィル（実Ｍ）と
エッヂフグ後のプロフィル（破ｍ）を示す図５第３図は
マイクロ１ノンズの組成分析結果の１−例を示す図であ
る。 １ 、、、 ｃｏ、レー・ザー、７゜。７チヤンバー、
ｆｆｆｌ！、。
Ｖの要部を示す説明図、第２１１は石英基板上に形成さ
、！１．るＳｉＯＮの物質膜のプＴ」フィル（実Ｍ）と
エッヂフグ後のプロフィル（破ｍ）を示す図５第３図は
マイクロ１ノンズの組成分析結果の１−例を示す図であ
る。 １ 、、、 ｃｏ、レー・ザー、７゜。７チヤンバー、
ｆｆｆｌ！、。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、石英基板上にＣＯ＿２レーザー光を集束せしめ、Ｓ
ｉＨ＿４、ＮＯ、ＮＨ＿３を略１：５：３０の割合で混
合してなる材料ガスを用い、レーザーＣＶＤにより上記
石英基板上に、上記ＣＯ＿２レーザー光照射による温度
分布に従って膜厚の変化したＳｉＯＮの膜を形成するこ
とを特徴とする、マイクロレンズの製造方法。 ２、請求項１に於いて、ＣＯ＿２レーザー光の波長１０
．２μｍの成分が選択的に石英基板上に集束されること
を特徴とするマイクロレンズの製造方法。 ３、請求項１または２の方法で得られるＳｉＯＮの膜に
エッチングを施して、所望のレンズ面形状を得ることを
特徴とするマイクロレンズの製造方法。 ４、請求項１または２または３の方法で製造されるマイ
クロレンズ。 ５、略、Ｓｉ；２２〜２５ａｔｍ％、Ｎ；２０〜２５ａ
ｔｍ％、０；５０〜５６％の原子量組成比を持つことを
特徴とする請求項４記載のマイクロレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19373988A JPH026902A (ja) | 1988-03-22 | 1988-08-03 | マイクロレンズ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-67690 | 1988-03-22 | ||
| JP6769088 | 1988-03-22 | ||
| JP19373988A JPH026902A (ja) | 1988-03-22 | 1988-08-03 | マイクロレンズ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026902A true JPH026902A (ja) | 1990-01-11 |
Family
ID=26408904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19373988A Pending JPH026902A (ja) | 1988-03-22 | 1988-08-03 | マイクロレンズ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH026902A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH026903A (ja) * | 1988-03-22 | 1990-01-11 | Ricoh Co Ltd | マイクロレンズ及びその製造方法 |
| US8253142B1 (en) * | 1999-08-27 | 2012-08-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of fabricating the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH026903A (ja) * | 1988-03-22 | 1990-01-11 | Ricoh Co Ltd | マイクロレンズ及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-08-03 JP JP19373988A patent/JPH026902A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH026903A (ja) * | 1988-03-22 | 1990-01-11 | Ricoh Co Ltd | マイクロレンズ及びその製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH026903A (ja) * | 1988-03-22 | 1990-01-11 | Ricoh Co Ltd | マイクロレンズ及びその製造方法 |
| US8253142B1 (en) * | 1999-08-27 | 2012-08-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of fabricating the same |
| US8729650B2 (en) | 1999-08-27 | 2014-05-20 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of fabricating the same |
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