WO1997007970A2 - Verfahren zur herstellung von 3-dimensional strukturierten polymerschichten für die integrierte optik - Google Patents

Verfahren zur herstellung von 3-dimensional strukturierten polymerschichten für die integrierte optik Download PDF

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    • B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016—Lenses

Definitions

  • the method according to the invention is aimed at producing three-dimensionally structured, formed polymer layers, in particular optical lenses. It is used in particular when adapting the emission or acceptance characteristics of an optical fiber or an optical laser to a round beam path.
  • Lenses for the integrated optics are used in particular for coupling optical lasers with optical fibers.
  • coupling taper are built into the indium-phosphide green material for coupling lasers and fibers using lithographic methods. Please refer to the indium-phosphide green material for coupling lasers and fibers using lithographic methods. Please refer to the indium-phosphide green material for coupling lasers and fibers using lithographic methods. Please refer to the indium-phosphide green material for coupling lasers and fibers using lithographic methods. Please refer
  • Curved boundary surfaces directly focussing on the laser with a focusing effect in one cut are defined, for example, by nanolithography with corpuscular beam lithography and are dry-etched by reactive dry etching in additional process steps.
  • nanolithography with corpuscular beam lithography are dry-etched by reactive dry etching in additional process steps.
  • Reamount of electron beam lithography for fabricating visible semiconductor lasers with curved mirrors and integrates holograms Microelectronic Eng. 23, ((1994) 461.
  • glass spheres are adjusted and glued onto etched glass fibers which, with their optical effect in two directions, adjust the emission profile of the glass fiber in a certain manner in a rotationally symmetrical manner.
  • Round end profiles can be produced on the fiber ends by melting the fiber and rounding in the thermal process, as well as by laser ablation or mechanical contouring.
  • SMILE lenses are manufactured by CORNING, France.
  • the method according to the invention is based on the use of a polymerizable dry lacquer and the targeted exposure of the dry lacquer, preferably with the inclusion of the corpuscular beam-induced deposition method.
  • Suitable dry varnish is, for example, octavmylsilsesquioxane dry varnish polymerizable by photon or corpuscular rays.
  • the polymerizable dry lacquer is applied to the end surface of an optical structure and exposed in an area which corresponds to the shape of the desired optical lens.
  • the area to be exposed is preferably determined by means of image processing methods with which the structural area pre-calculated for the lens is determined with submicron precision.
  • This area is exposed to a controlled exposure process.
  • the exposure parameters necessary for the exposure process i. H. the spatially and temporally necessary dose distribution of the radiation is determined as a function of the desired shape of the lens.
  • the exposure process is then carried out automatically by means of computer control processes.
  • the lenticular structural area polymerized by the exposure is then worked out from the unexposed dry varnish. There are several options for this process:
  • the lenticular structure region polymerized by exposure is obtained by physical development, such as
  • the lenticular structure region polymerized by exposure is developed by physical development, such as
  • the lenticular structure region polymerized by exposure is removed from the dry lacquer by dry chemical development, such as processing in a gas discharge.
  • An expedient embodiment of the method according to the invention consists in applying the polymerizable dry lacquer used as the starting substance before exposure to the 3-dimensional optical surface provided for the optical lens. This possibility is particularly advantageous in the case of optical fibers or laser light sources, the optical exit surfaces of which are to be adapted to a round beam path.
  • miniaturized refractive lenses with spherical or non-spherical geometry can be produced.
  • special beam characteristics of the fiber or the laser can be provided with a corresponding correction and the emission or acceptance characteristics can be set to a rotationally symmetrical profile or a previously defined profile.
  • Prisms and beam plates can also be manufactured directly. These components are worked out of the paint by dry chemical development.
  • an array pattern can also be produced on flat lens arrays for the parallel optical focusing of many pixels, such as are required to increase the sensitivity of optical detectors, flat television cameras or diode arrays.
  • the method is also suitable for creating aspheric surfaces with complex intersection curves. It is possible to center the desired elements with sub-micrometer precision on the required point of use.
  • the dry lacquer technology makes it possible to cover the small end surface of the fiber or laser in a simple technological process with a material from which the optically effective 3-dimensional structure is made.
  • a material from which the optically effective 3-dimensional structure is made In order to an otherwise inaccessible surface can be pre-machined with high precision in order to produce the required end product precisely placed.
  • the image processing methods can be used to place the structure on the fiber or the laser with submicron precision and to adapt it to the 3-dimensional surface of the fiber or the laser. Due to the subsequent thermal development of the dry lacquer after exposure, no wet chemical solvents are required for production.
  • the manufacturing process according to the invention is thus implemented as a highly precise, dry process which can be automated without great effort
  • dry lacquer is preferably used by photon or corpuscular rays polymerizable octavinylsilsesqui- oxane dry lacquer.

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Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung von 3-dimensional strukturierten Polymerschichten, wie beispielsweise von Linsen, welche auf das Ende optischer Fasern oder von Laserlichtquellen aufgebracht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Verwendung eines durch Belichtung polymerisierbaren Trockenlackes als Ausgangssubstanz. Der Trockenlack wird auf den Träger aufgebracht und mit einer räumlich und zeitlich vorgegebenen Dosisverteilung in einem durch bildverarbeitende Methoden mit Submikrometer-Präzision vorberechneten Strukturbereich belichtet, welcher der Form der gewünschten Linse entspricht. Anschließend wird der durch Belichtung polymerisierte linsenförmige Strukturbereich aus dem nicht belichteten Trockenlack herausgearbeitet. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, Linsen mit Submikrometer-Präzision auf eine optische Faser oder einen Laser zu plazieren.

Description

Verfahren zur Herstellung von 3-dιmensιonal strukturierten Polymerschichten für die integrierte Optik
Beschreibung
Das erfindungsgemaße Verfahren ist auf üie Erzeugung von 3- dimensional strukturierten, ausgebildeten Polymerschichten, insbesondere von optiscnen Linsen, ausgerichtet. Es findet insbesondere bei der Anpassung in Bezug auf die Emissions¬ oder Akzeptanz-Charakteristik einer optischen Faser oder eines optischen Lasers an einen runden Stranlengang Anwen¬ dung.
Linsen für die integrierte Optik werden insbesondere zur Kopplung von optischen Laser mit optischen Fasern einge¬ setzt.
Bei einer bekannten Losung werden zur Kopplung von Lasern und Fasern mit lithographischen Verfahren Koppel-Taper direkt beim Aufbau der Laser ins Indium-Phosphid Grunα- material mit eingebaut. Siehe
1.] R. Zengerle, H. J. Bruckner, K. W. P. Koops, H.-J.
Olznausen, G. Zesch, A. Kohl, A. Menschig, „Fabπcation of optical beamwidth transformers for guided waves on InP usmg wedge-shaped tapers", J. Vac. Sei. Technol. B 9 (6), (1991) 3459.
Direkt an den Laser anschließende gekrümmte Grenzflachen mit fokussierender Wirkung in einem Schnitt, wie Zylmder- lmsen, werden beispielsweise durch Nanolithographie mit Korpuskularstrahl-Lithographie definiert und durch reaktives Trockenatzen in zusätzlichen Prozeßschritten trocken geatzt. Siehe 2.] Unger, V. Boegli, P. Buchmann, R. Germann, „High resulution electron beam lithography for fabricating visible semiconductor lasers with curved mirrors and integrates holograms", Microelectronic Eng. 23, ( (1994) 461.
In mikromechanischer Manier werden auf angeätzte Glasfa¬ sern Glaskugeln justiert und aufgeklebt, die mit ihrer optischen Wirkung in beiden Richtungen rotationssymmetrisch das Emissionsprofil der Glasfaser auf bestimmte Weise an¬ passen. Siehe
3.] R. H. Bellmann, N. F. Borelli, J. Dafin, L. G. Mann, 3. H. Raeder, „Precision Glass Microlens Array by a Photo- Thermal Technique", SPIE O-E Lase'88, January 14, (1988) .
Durch Anschmelzen der Faser und Verrunden im thermischen Prozeß als auch durch Laser-Ablation oder mechanische Fo- litur können auf den Faserenden runde Abschlußprofile erzeugt werden.
Als separate Baugruppen hergestellte Glaskörper mit geeig¬ neten Krümmungen an den Enden werden als zwischengeschal- tete Linse in den optischen Übertragungskanal eingeführt und erreichen so die entsprechende Koppelaufgäbe. Die ent¬ sprechende Justierung auf Submikrometer genau stellt ein Problem dar. Siehe
4.] SMILE-Linsen werden hergestellt durch CORNING, France.
5.] GRIN-lenses hergestellt von NIPPON SHEET GLASS, Japan, NSG-Selfog product quide, NSG America Inc., Somerset, N. J. 08873. 3-Dimensional strukturierte Polymerschichten als refraktiv arbeitende Linsen für die Integrierte Optik sind bisher nicht bekannt. Siehe
6.] R. Dändliker, R. Völkel, H. P. Herzig, W. B. Hugle,
„Photolithographie with lenslet arrays", IG-Fachbericht 132 „Vacuumelektronik und Displays". (1995) 241,
7.] A. Stemmer, H. Zarschizky, F. Mayerhofer, G. Lefranc, H. W. Schneider, P. Galloway, SPIE. Vol. 1732 Holographics International' 92, 77,
8.] A. Stemmer, H. Zarschizky, E. Knapek, G. Lefranc, H. Scherer-Winner, „Design and Fabrication of Multilevel Diffractive Optical Elements (DOEs) and Holographie Optical Elements (HOEs)", Microelectronic Engineering Vol. 21, No 1-4, (1993) 471-474,
9.] C. Dix, P. F. McKee, A. R. Thurlow, J. R. Towers, D. C. Wood, N. J. Dawes, J. T. Whitney, „Electron-beam fabri¬ cation and focused ion-beam inspection of submicron struc¬ tured diffractive optical elements", J. Vac. Sei. Technol.B 12(6) (1994) 3708-37011 und
10.] P. D. Maker, R. E. Müller, „Phase holograms in poly- methylmethacrylate", J. Vac. Sei. Technol. B 10(6) (1992) 2516.
Versuche werden auch durchgeführt in der Gasentladung Elek- tronen-empfindliche Polymerisate zu erzeugen, deren Anwen¬ dungen noch offen stehen. Siehe
11.] 0. Joubert, T. Weidmann, A. Joshi, R. Cirelli, S. Stein, J. T. C. Lee, S. Vaidya, Plasma polymerized all- dry resist process for 0.25 μm photolithography", J. Vac. Technol. B 12(6) (1994) 3909. Am Techno-Centre in Moskau wurde für die Korpuskularstrahl- und optische Lithographie eine Substanz als Trockenlack synthetisiert, der mit einer Empfindlichkeit ähnlich der des bekannten Elektronenlackes PMMA (Polymethylmetacrylat) arbeitet. Dieser Lack besitzt ein für Lithographie geeig¬ netes Auflösungsvermögen und wird im Vakuum aufgedampft und auch im Vakuum trocken entwickelt. Nasse Prozeßschritte werden überflüssig. Dadurch ist der Lack sehr umweltfreund- lieh.
12.] S. V. Babin, A. I. Holopkin, M. N. Lyakhov, K. A. Valiev, L. V. Velikov, E. N. Zhikharev, Microcircuit Engineering 23 (1994) 303
13.] V. P. Korchkov, T. N. Martynova, V. S. Damlovich, Thin Solid Films 4 (1983) 3696
Mit Korpuskularstrahl-induzierter Deposition ist es möglich, aus der Gasphase adsorbierte Monomere lokal in Polymere zu überführen. Dieses Verfahren benötigt keine Entwicklung bei "der Herstellung von 3-dimensionalen Polymerstrukturen. Siehe
14. H. W. P. Koops, R. Weiel, D. P. Kern, T. H. Baum, „High Resolution Electron Beam Induced Deposition", Proc. 31. Int. Symp. on Electron, Ion an Photon Beams, J. Vac. Sei. Technol. B 6 (1) (1988) 477.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Verwendung eines polymerisierbaren Trockenlackes und der gezielten Belichtung des Trockenlackes vorzugsweise unter Einbezie¬ hung des Verfahrens der Korpuskularstrahl-induzierten Deposition. Als Trockenlack eignet sich beispielsweise durch Photonen¬ bzw. Korpuskularstrahlen polymerisierbarer Octavmylsil- sesquioxan-Trockenlack.
Erfindungsgemaß wird der polymerisierbare Trockenlack auf die Endoberflache einer optischen Struktur aufgebracht und in einem Bereich belichtet, der der Form der gewünschten optischen Linse entspricht. Der zu belichtende Bereich wird vorzugsweise über bildverarbeitende Methoden bestimmt, mit denen der für die Linse vorberechnete Strukturbereich mit Submikrometer-Präzision festgelegt wird. Dieser Bereich wird einem gesteuerten Belichtungsprozeß ausgesetzt. Die für den Belicntungsprozeß notwendigen Belichtungsparameter, d. h. die räumlich und zeitlich notwendige Dosisverteilung der Strahlung, werden in Abhängigkeit von der gewunschen Form der Linse ermittelt. Der Belichtungsprozeß wirα dann automatisch mittels rechnertechnischer Steuerungsverfahren durchgeführt. Anschließend wird der durch die Belichtung polymerisierte linsenförmige Strukturbereich aus dem nicht belichteten Trockenlack herausgearbeitet. Für diesen Prozeß bieten sich mehrere Möglichkeiten an:
l.Der durch Belichtung polymerisierte linsenförmige Struk- turbereich wird αurch physikalisches Entwickeln, wie
Heizen im Hochvakuum, aus dem Trockenlack herausgearabei- tet.
2.Der durch Belichtung polymerisierte linsenförmige Struk- turbereich wird durch physikalisches Entwickeln, wie
Heizen an der Luft, aus dem Trockenlack herausgearbeitet.
3.Der durch Belichtung polymerisierte linsenförmige Struk¬ turbereich wird durch trocken-chemisches Entwickeln, wie Bearbeiten m einer Gasentladung, aus dem Trockenlack herausgearabeitet. Eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemaßen Ver¬ fahrens besteht darin, den als Ausgangssubstanz verwendeten polymerisierbaren Trockenlack vor der Belichtung auf der für die optische Linse vorgesehenen 3-dιmensιonalen optisch wirksamen Oberflache aufzubringen. Diese Möglichkeit ist insbesondere bei optischen Fasern oder Laserlichtquellen vorteilhaft, deren optische Austrittsflachen an einen runden Strahlengang anzupassen sind.
Mittels des erfindungsgemaßen Verfahrens lassen sich miniaturisierte brechende Linsen mit sphärischer oder auch nichtspharischer Geometrie herstellen. Durch Wahl verschie¬ dener Profile in verschiedenen Raumrichtungen können spe¬ zielle Strahlcharakteπstiken der Faser oder der Laser mit einer entsprechenden Korrektur versehen werden und die Emissions- oder Akzeptanz-Charakteristik auf ein rota¬ tionssymmetrisches Profil oder ein vorher definiertes Profil eingestellt werden. Ebenso können Prismen und Strahlteller direkt hergestellt werden. Dabei werden diese Bauelemente durch trockenchemisches Entwickeln aus dem Lack herausgearbeitet.
In dieser Technik können auch auf Flachen Lmsenarrays für die parallele optische Fokussierung vieler Bildpunkte m ein Arraymuster hergestellt werden, wie sie zur Steigerung der Empfindlichkeit von optischen Detektoren, von flachen Fernsehkameras oder von Diodenarrays benotigt werden. Das Verfahren eignet sich weiterhin zur Erzeugung von asphari- sche Flachen mit komplexen Schnittkurven. Dabei ist es möglich, die gewünschten Elemente mit Submikrometer-Prä¬ zision auf die erforderliche Einsatzstelle zu zentrieren.
Durch die Trockenlacktechnik wird die kleine Endflache der Faser oder des Lasers in einem einfachen technologischen Verfahren mit einem Material belegbar, aus dem die optisch wirksame 3-dιmensιsonale Struktur gefertigt wird. Damit kann eine sonst nicht zugängliche Flache mit hoher Präzi¬ sion vorbearbeitet werden, um das geforderte Endprodukt genau plaziert zu fertigen. Durch die Lithographie im Raster-Elektronenmikroskop kann mit dem Einsatz der bildverarbeitenden Methoden die Struktur mit Submikrometer- Präzision auf die Faser oder den Laser plaziert werden und auf die vorliegende 3-dιmensιonale Oberflache der Faser oder des Lasers angepaßt werden. Durch die nach der Belichtung anschließende thermische Entwicklung des Trockenlackes sind für die Fertigung keine naßchemischen Losungsmittel notig. Der erfindungsgemaße Herstellungsprozeß wird damit als hochpraziser trockener Prozeß realisiert, der ohne großen Aufwand automatisierbar
Das gilt auch für die Herstellung der Linsen aus im Korpus¬ kularstrahl polymerisierenden adsorbierten Molekülen, die sich aus der Dampf-Phase wahrend der Belichtung auf die Oberflache setzen. Im Fall der Strahl-mduzierten Depo¬ sition ist keine Entwicklung mehr erforderlich und das Produkt ist nach dem Aufwachsvorgang fertig. Durch ge¬ eignete Materialwahl können hochbrechende oder im Bre¬ chungsindex angepaßte Materialien als Linse oder auch als reflexvermindernde Schichtfolgen mit dieser Technik aufge¬ bracht werden. Die Materialauswahl geschieht durch Wechseln des Pra- kursor-Molekulstrahles und kann automatisiert und in den Belichtungs-Steuerungs-Prozeß eingebaut werden. Damit können gewünschte Brech∑ahlprofile und Strukturen erzeugt werden, die sonst nur durch mehrere komplexe Verfahrens- schritte erzielt werden können. Verfahren zur Herstellung von 3-dιmensιonal strukturierten Polymerschichten für die integrierte Optik
(7) Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von 3-dιmensιonal strukturierten Polymerschichten für die integrierte Optik unter Anwendung der Trockenlacktechnologie und der Korpuskularstrahl-mduzierten Deposition, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- daß ein durch Belichtung polymerisierbarer Trocken- lack auf einem Trager aufgebracht wird,
- daß der Trockenlack mit einer räumlich und zeitlich vorgegebenen Dosisverteilung in einem durch bildverarbeitende Methoden mit Submikrometer-Präzision vorberechneten Strukturbereich, der die Form der gewünschten optischen Struktur aufweist, belichtet wird und
- daß der αurch Belichtung polymieπsierte Strukturbe- reich durch einen Trocken-Prozeß aus dem nicht belich¬ teten Trockenlack herausgearbeitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Trockenlack vorzugsweise durch Photonen- bzw. Kor- puskularstrahlen polymerisierbarer Octavinylsilsesqui- oxan-Trockenlack zur Anwendung kommt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der durch Belichtung polymerisierte Strukturbereich durch physikalisches Entwickeln, wie heizen im Hoch-

Claims

vakuum, aus dem Trockenlack herausgearbeitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der durch Belichtung polymerisierte Strukturbereich durch physikalisches Entwickeln, wie Heizen an der Luft, aus dem Trockenlack herausgearbeitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der durch Belichtung polymerisierte Strukturbereich durch trocken-chemisches Entwickeln, wie Bearbeiten in einer Gasentladung, aus dem Trockenlack herausgearbei¬ tet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der als Ausgangssubstanz verwendete polymerisierbare
Trockenlack vor der Belichtung auf der optischen End¬ fläche einer optischen Struktur aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangssubstanzen durch den Korpuskularstrahl di¬ rekt polymerisierbare und niederschlagbare Organo- Polymere mit und ohne Metallgehalt während des Belich- tens auf der optischen Endfläche einer optischen Struk¬ tur aufgebracht werden, und daß dabei durch Dosis- Steuerung ein polymerisierter Strukturbereich erzeugt wird.
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JP (1) JP4002606B2 (de)
AT (1) ATE194544T1 (de)
DE (2) DE19630705A1 (de)
WO (1) WO1997007970A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107283835A (zh) * 2017-07-21 2017-10-24 中国科学院微电子研究所 一种3d打印装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19630705A1 (de) 1995-08-30 1997-03-20 Deutsche Telekom Ag Verfahren zur Herstellung von 3-dimensional strukturierten Polymerschichten für die integrierte Optik
US6232046B1 (en) 1995-08-30 2001-05-15 Deutsche Telekom Ag Process for improving the contrast in the structure of 3-dimensional surfaces
US6198557B1 (en) * 1997-06-25 2001-03-06 Deutsche Telekom Ag Telecommunication system having frequency-dividing optical components for the parallel processing of optical pulses
CN1726431A (zh) * 2002-10-21 2006-01-25 纳米墨水公司 纳米级设计结构、其制造方法及设备以及在掩模修复、增强和制造上的应用
JP4749760B2 (ja) * 2005-05-12 2011-08-17 東京応化工業株式会社 三次元微小成形体の製造方法
DE102008061051A1 (de) 2008-12-08 2010-06-10 Pp-Mid Gmbh Leiterplatten-Anordnung und leitfähige Klebstoffe zum Verbinden von Bauteilen mit der Leiterplatte sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE102008048459A1 (de) 2008-09-23 2010-03-25 Pp-Mid Gmbh Polymerformkörper mit leitfähigen Strukturen auf der Oberfläche, sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102009011538A1 (de) 2009-03-03 2010-09-09 Pp-Mid Gmbh Leiterplatten-Anordnung, sowie Verfahren zu deren Herstellung
EP2151830A1 (de) 2008-08-08 2010-02-10 pp-mid GmbH Polymerformkörper mit leitfähigen Strukturen auf der Oberfläche, sowie Verfahren zu dessen Herstellung
CN102171770B (zh) * 2008-08-08 2014-07-09 Pp-梅德有限公司 聚合物成型体和电路板装备以及它们的制造方法
EP2916151B1 (de) * 2014-03-05 2020-01-01 Corning Optical Communications LLC Verfahren zur Herstellung einer Faserkopplungsvorrichtung

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4357364A (en) 1981-04-27 1982-11-02 Rockwell International Corporation High rate resist polymerization method
SU1045312A1 (ru) * 1981-10-15 1983-09-30 Институт Неорганической Химии Со Ан Ссср Способ литографии
DE3378931D1 (en) * 1982-03-26 1989-02-16 Hitachi Ltd Method for forming fine resist patterns
US4430153A (en) 1983-06-30 1984-02-07 International Business Machines Corporation Method of forming an RIE etch barrier by in situ conversion of a silicon containing alkyl polyamide/polyimide
DE3410885A1 (de) 1984-03-24 1985-10-03 Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart Fehlerkorrigierte korpuskularstrahllithographie
US4814626A (en) 1985-12-13 1989-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Method for high precision position measurement of two-dimensional structures
DE3705361A1 (de) 1987-02-17 1988-08-25 Fraunhofer Ges Forschung Einrichtung zur zerstoerungsfreien bilderzeugung und ortsselektiven oberflaechenbearbeitung in fokussierten ionenstrahlsystemen
US5298112A (en) 1987-08-28 1994-03-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for removing composite attached to material by dry etching
US5292620A (en) * 1988-01-15 1994-03-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Optical waveguide devices, elements for making the devices and methods of making the devices and elements
FR2652423B1 (fr) 1989-09-22 1992-05-22 Ardt Rgle Dev Techn Procede de microlithographie pour la realisation de structures superficielles submicrometriques sur un substrat du type d'une plaquette de silicium, ainsi qu'un dispositif le mettant en óoeuvre.
CH680214A5 (de) 1989-11-06 1992-07-15 Balzers Hochvakuum
US5104684A (en) 1990-05-25 1992-04-14 Massachusetts Institute Of Technology Ion beam induced deposition of metals
DE4112695C3 (de) 1990-12-21 1998-07-23 Eos Electro Optical Syst Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE4202651A1 (de) 1992-01-30 1993-08-05 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur trockenentwicklung einer siliziumhaltigen ultraviolett- und/oder elektronenstrahlempfindlichen lackschicht
JPH0636731A (ja) 1992-04-23 1994-02-10 Internatl Business Mach Corp <Ibm> ビーム・パラメータの制御により改善された集束イオン・ビーム付着を行うための構造および方法
JPH05303008A (ja) * 1992-04-27 1993-11-16 Fujitsu Ltd 固体撮像装置及びその製造方法
US5439780A (en) * 1992-04-29 1995-08-08 At&T Corp. Energy sensitive materials and methods for their use
JP3730263B2 (ja) 1992-05-27 2005-12-21 ケーエルエー・インストルメンツ・コーポレーション 荷電粒子ビームを用いた自動基板検査の装置及び方法
GB9225270D0 (en) 1992-12-03 1993-01-27 Gec Ferranti Defence Syst Depositing different materials on a substrate
TW269017B (de) * 1992-12-21 1996-01-21 Ciba Geigy Ag
US5288368A (en) 1992-12-23 1994-02-22 At&T Bell Laboratories Electron beam lithography with reduced charging effects
TW276353B (de) 1993-07-15 1996-05-21 Hitachi Seisakusyo Kk
WO1995002472A1 (en) 1993-07-16 1995-01-26 Fusion Systems Corporation Post treatment of a coated substrate with a gas containing excited halogen to remove residues
JPH07209536A (ja) * 1994-01-13 1995-08-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ポリイミド光導波路製造装置及びポリイミド光導波路の製造方法
US5422897A (en) 1994-01-28 1995-06-06 British Telecommunications Public Limited Company Two-stage mono-mode optical fibre laser
GB9409033D0 (en) 1994-05-06 1994-06-29 Univ Southampton Optical fibre laser
DE4416597B4 (de) 1994-05-11 2006-03-02 Nawotec Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung der Bildpunkt-Strahlungsquellen für flache Farb-Bildschirme
FR2720198B1 (fr) 1994-05-20 1996-07-19 France Telecom Laser à fibre optique polarisé linéairement.
DE4424236A1 (de) * 1994-07-09 1996-01-18 Deutsche Bundespost Telekom Verfahren zur Strukturierung der Oberfläche eines aus einem Polymer bestehenden Körpers und nach dem Verfahren hergestellte Anordnungen
DE19506880A1 (de) 1995-02-17 1996-08-22 Hertz Inst Heinrich Verfahren zur Herstellung von optischen Übergitterstrukturen mittels Elektronenstrahllithographie
JPH0950951A (ja) 1995-08-04 1997-02-18 Nikon Corp リソグラフィ方法およびリソグラフィ装置
DE19628353A1 (de) 1995-08-30 1997-03-06 Deutsche Telekom Ag Verfahren zur Verbesserung des Kontrastes bei der Strukturierung von 3-dimensionalen Oberflächen
DE19630705A1 (de) 1995-08-30 1997-03-20 Deutsche Telekom Ag Verfahren zur Herstellung von 3-dimensional strukturierten Polymerschichten für die integrierte Optik
GB9519546D0 (en) 1995-09-25 1995-11-29 Gec Marconi Avionics Holdings Depositing optical coatings
DE19545721C2 (de) 1995-12-07 2003-02-20 Deutsche Telekom Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und präzisen Positionieren von optischen Mikrokomponenten auf einer über einer optischen Einrichtung
US5849639A (en) 1997-11-26 1998-12-15 Lucent Technologies Inc. Method for removing etching residues and contaminants

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY, Bd. 14, Nr. 6, Dezember 1996, Seiten 3860-3863, XP000670940 BABIN, S. ET AL: "Three-dimensional electron beam lithography using an all-dry resist process" *
MICROELECTRONIC ENGINEERING, Bd. 21, Nr. 1/4, 1993, AMSTERDAM, NL, Seiten 471-474, XP000361127 STEMMER, A. ET AL: "Design and fabrication of multilevel diffractive optical elements (DOEs) and holographic optical elements (HOEs)" in der Anmeldung erw{hnt *
MICROELECTRONIC ENGINEERING, Bd. 23, Nr. 1/04, 1.Januar 1994, Seiten 303-305, XP000418646 BABIN S V ET AL: "INVESTIGATION OF NEW DRY HIGH SENSITIVE RESIST USING 100 KV ELECTRON LITHOGRAPHY" *
SPIE- THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING PROCEEDINGS, Bd. 2863, 5.August 1996, DENVER, COLORADO, USA, Seiten 95-101, XP000670809 BABIN, S. ET AL: "Dry resist technology to fabricate optimized micro-lenses centered to the end of a monomode fiber with electron beam lithography" *
THIN SOLID FILMS, Bd. 101, 1983, Seiten 369-372, XP000647428 KORCHKOV, T.N. ET AL: "All-dry vacuum submicron lithography" in der Anmeldung erw{hnt *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107283835A (zh) * 2017-07-21 2017-10-24 中国科学院微电子研究所 一种3d打印装置

Also Published As

Publication number Publication date
ATE194544T1 (de) 2000-07-15
DE19630705A1 (de) 1997-03-20
JPH11514305A (ja) 1999-12-07
JP4002606B2 (ja) 2007-11-07
WO1997007970A3 (de) 1997-06-05
EP0847329B1 (de) 2000-07-12
DE59605600D1 (de) 2000-08-17
US6291139B1 (en) 2001-09-18
EP0847329A2 (de) 1998-06-17

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