利用结构化的玻璃涂层制作衍射光学元件的制作方法

专利名称：利用结构化的玻璃涂层制作衍射光学元件的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及光学元件，尤其涉及一种用于施加光活性结构化到基片上的方法，包含光活性结构的光活性元件，该光活性结构最好是聚焦结构，以及利用这种类型方法制作的组件。
背景技术：
作为在JP 62066204中的一个例子，我们公开一种费涅耳透镜及其制造方法。通过多个薄膜相继地叠层到基片上制作该透镜，从而得到费涅耳类型透镜。由于制作光学结构要求在每层中精确地叠层，而不能干扰制成透镜结构的光学性质，这是一个费时和高成本的过程。
DE 43 38 969 C2公开一种用于制作无机衍射元件的方法，尤其是借助于蚀刻玻璃制成。基片的涂敷是利用覆盖不需要蚀刻区域的掩模，所述掩模可以抗蚀刻媒体并对应于制作的浮雕结构，借助于蚀刻过程，所需的浮雕可以制成在没有被掩模覆盖的基片区域上，如果需要，随后可以去掉该掩模。特别是对于玻璃，仅仅可以实现低的蚀刻速率，这也是一个费时和高成本的过程。
所以，本发明的目的是提供一种用于改进光学元件制作的方法，尤其是衍射光学元件，以及提供改进的光活性元件。

发明内容
借助于按照独立权利要求的方法，光活性元件和组件，以及混合透镜，利用特别简单的方法可以实现这个目的。有益的改进构成各个从属权利要求的主题。
按照本发明施加光活性结构化到基片上的方法包括利用光刻掩模的结构化，其步骤是利用光敏抗蚀层涂敷基片，光刻结构化施加的层，
借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
光活性层的所述涂敷方法或沉积方法提供一种快速形成所述光活性层的方法，因为可以实现最大为4μm/min的高汽相沉积速率，该速率高于现有溅射速率几倍，并利用这个方法实现上述的目的。用于涂敷光活性层的可能材料，尤其是可能的玻璃材料，是在以下的


部分中给出。
此外，在沿所述基片表面的水平方向和垂直方向上能够形成精确的结构。合适选取玻璃的汽相沉积参数，最好是用于设定的光学和热机械性能，可以施加结构化的玻璃层厚度在约为0.1μm和最大为1mm之间。
除了高的沉积速率以外，汽相沉积的另一个优点是基片的较低热应力，它能够利用光抗蚀剂形成第一涂层。涂敷基片的步骤是借助于旋转涂敷，喷射，电沉积和/或借助于至少沉积一个光敏抗蚀薄膜实现的。去掉抗蚀层的步骤是按照这样方式实现的，还去掉已施加到抗蚀层上的至少一层。此外，光刻结构化的步骤包括掩模曝光和随后的显影。
在一个实施例中，涂敷步骤包括借助于电子束PIAD过程，利用光活性层涂敷预结构化的基片。在这种类型过程中，引导附加的离子束到需要涂敷的基片上。所述离子束诱发基片表面上松散束缚粒子的释放，它最终导致基片上光活性层的密集和缺陷减小层。
通过改变基片相对于涂敷源的取向，可以涂敷该基片的几个侧面，从而允许制作精密的光活性元件或组件。尤其是，施加所述光活性结构化到所述基片的底部和/或所述基片的顶部和/或所述基片的至少一个侧面上。可能的基片材料是在以下的

部分中描述。
取决于形成的组件或光活性元件，在一个实施例中，上述过程可以仅仅涉及单次重复以下的步骤
利用光敏抗蚀层涂敷基片，光刻结构化施加的层，借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
取决于光活性元件的所需光学性质，例如，它的折射率，可以按照这样方式施加光活性层，该活性层包含沿垂直于基片表面的方向和/或沿平行于基片表面的方向恒定的层成分和/或变化的层成分。在附图的说明部分给出与变化层成分有关的更多细节。
在一个具体的实施例中，上述过程的特征是多次重复以下的步骤利用光敏抗蚀层涂敷基片，光刻结构化施加的层，借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
光活性第一层的厚度在约为0.1μm和最大为1mm之间。取决于光活性第一层的结构，即，光活性第一层是由至少一个结构形成，光活性第一层的每个结构宽度约小于50μm，最好是约小于20μm，更好的是约小于10μm。取决于光活性第一层的外观，例如，用于形成费涅耳透镜或费涅耳类型透镜，有不同宽度结构化的组合是必需的。这在以下的

部分中作更详细的描述。
如上所述，取决于光活性元件所需的光学性质，例如，它的折射率，利用光活性层涂敷预结构化的基片在每层中包含相同的材料或不同的材料。此外，可以按照这样的方式施加光活性层，该活性层包含沿垂直于基片表面的方向和/或沿平行于基片表面的方向变化的层成分。
在一个实施例中，利用PVD过程中制成的玻璃涂敷材料，制作光活性层，尤其是，其中借助于PVD过程中的电子束蒸发，施加所述光活性层。此外，借助于PIAD过程中的电子束蒸发，也可以施加所述光活性层。
除了上述的过程以外，本发明还涉及一种光活性元件，它包括基片和在所述基片上的至少一个光活性第一层，其中第一层是由选自玻璃或金属的至少一种材料制成，并有光活性结构，最好是聚焦结构。
所述光活性第一层施加到所述基片的底部和/或所述基片的顶部。在一个实施例中，光活性第一层包含沿垂直于基片表面的方向和/或沿平行于基片表面的方向变化的材料成分。
为了提供精致的光活性元件，例如，费涅耳透镜或费涅耳类型透镜，或基片上的光结构，所述光活性元件是有几个光活性层的阵列，其中几个光活性层的阵列在每光活性层中包含相同的材料或不同的材料。
光活性元件中光活性结构的特征是它的制造方法，利用包括光刻掩模结构化的过程，其步骤是利用光敏抗蚀层涂敷基片，光刻结构化施加的层，借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
基片的涂敷是借助于旋转涂敷，喷射，电沉积和/或借助于沉积至少一个光敏抗蚀薄膜实现的。按照这样的方式去掉抗蚀层，还去掉已施加到抗蚀层上的至少一层。
在光活性元件上，借助于电子束PIAD过程，利用光活性层涂敷预结构化的基片。光刻结构化包括掩模曝光和随后的显影。
取决于所需的性质，通过单次重复以下的步骤制作光活性元件利用光敏抗蚀层涂敷基片，
光刻结构化施加的层，借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
或在另一个实施例中，通过多次重复以下的步骤制作光活性元件利用光敏抗蚀层涂敷基片，光刻结构化施加的层，借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
借助于PVD过程，利用玻璃制成的涂敷材料，制作光活性层，尤其是，其中借助于PVD过程中的电子束蒸发，制作光活性层。在另一个实施例中，借助于PIAD过程中的电子束蒸发，制作光活性层。
最好是，光活性元件是或包括费涅耳透镜或费涅耳类型透镜。
此外，本发明包括一种有光活性结构的组件，最好是由玻璃和/或金属制成的聚焦结构，其中借助于有上述过程特征的方法制作该结构。此外，可以利用合成材料，尤其是透明的合成材料。
此外，本发明包括一种有光活性结构的组件，最好是由玻璃和/或金属制成的聚焦结构，其中借助于有上述过程特征的方法制作该结构。最好是，该组件是或包括费涅耳透镜或费涅耳类型透镜。
此外，本发明还包括一种有基片和光活性结构的混合透镜，最好是聚焦结构，该结构是利用上述过程制成的。
在优选实施例的基础上并参照附图，我们更详细地解释了本发明。不同实施例的特征能够互相组合。附图中相同的参考数字表示相同或类似的部件。

图1A至1E利用剖面图说明在结构化的涂敷基片中涉及的过程步骤，图2A和2B表示参照图1C至1E所说明过程步骤的变型，图3A至3C利用剖面图说明在结构化的涂敷基片中涉及的优选实施例过程步骤，图4表示按照本发明优选实施例的组件平面图，图5表示涂敷多层的基片实施例，图6表示涂敷有不同高度多层的基片实施例，图7表示涂敷多层的基片实施例，它包含不同的材料，尤其是各层中交替的材料，图8表示涂敷多层的基片实施例，它包含正结构化的不同材料，尤其是结构中交替的材料，图9表示图8的平面图，图10和11表示在基片的顶部和底部涂敷多层的其他基片实施例，图12至15表示按照本发明其他优选实施例的组件平面图。
具体实施例方式
以下的内容首先讨论图1A至1E，这些图利用剖面图说明按照本发明第一个实施例在制作结构化基片中涉及的过程步骤。为了制作结构化涂层，首先，施加第一涂层3到基片1中需要涂敷的表面2上，如图1A所示。最好是，基片1连接到晶片组合中其他的基片。最好是，第一涂层3是由光敏抗蚀层形成。该基片至少包含选自以下的一种材料玻璃，陶瓷，半导体材料，尤其是硅，半导体化合物，金属，金属合金，塑料，或上述材料的组合。
图1B表示在另一个过程步骤之后的基片剖面图。在这个步骤中，结构化已被引入到第一涂层3。这些结构化产生负结构化5，它在平面图中是与最终的结构化涂层互补。该结构化是按照这样的方式形成的，需要涂敷的基片1的表面2上的区域6是未覆盖的。
最好是，借助于光刻法形成该结构化，为此目的，例如，第一涂层3包含一种光致抗蚀剂，借助于曝光和显影，引入负结构化5到光抗蚀剂中。
借助于旋转涂敷，喷射，电沉积和/或借助于沉积光敏抗蚀薄膜，施加基片1的第一涂层3，尤其是有光敏抗蚀层的涂层，例如，光敏清漆。形成负结构化5的另一种可能性是借助于结构化印刷过程的涂敷，例如，照相制版(serigraphy)印刷或喷墨印刷。
图1C表示在基片1的表面2上沉积玻璃结构化层7的步骤之后的基片，尤其是光活性层，在基片1上已有第一涂层3。借助于电子束蒸发到包含负结构化5并涂敷第一涂层3的基片1，可以实现该沉积，最好是，层7包含金属或汽相沉积玻璃，其中沉积是借助于电子束蒸发涂层到涂敷第一涂层3的基片1上，第一涂层3包含负结构化5。层7覆盖未覆盖的区域6和第一涂层3。
按照本发明的一种改进，借助于等离子体辅助沉积，也可以实现层7的沉积，为的是制成特别密集和没有缺陷的层。按照本发明，借助于PVD，PIVCD，或借助于电镀过程，也可以有利地制成金属层。
人们已证明，有下列重量百分比成分的汽相沉积玻璃是特别有利的成分 重量百分比SiO275-85％B2O310-15％Na2O 1-5％Li2O 0.1-1％K2O0.1-1％Al2O31-5％这种类型的优选汽相沉积玻璃是Schott制作的玻璃8329，它有以下的成分成分 重量百分比SiO284.1％
B2O311.0％Na2O ≈2.0％ K2O ≈0.3％}(在该层中3.3％)Li2O ≈0.3％」Al2O32.6％(在该层中＜0.5％)电阻约为1010Ω/cm(在100℃下)。此外，在其纯形式下，这种玻璃的折射率约为1.470。
介电常数ε约为4.7(在25℃，1MHz下)，tanδ约为45×10-4(在25℃，1MHz下)。这个系统组件的汽相沉积过程和不同的挥发性在目标材料与沉积层之间产生略微不同的化学计量。在括弧中指出沉积层中的偏差。
另一组合适的汽相沉积玻璃有下列重量百分比表示的成分成分 重量百分比SiO265-75％B2O320-30％Na2O 0.1-1％Li2O 0.1-1％K2O 0.5-5％Al2O30.5-5％这组中优选的汽相沉积玻璃是Schott制作的玻璃G018-189，它有下列的成分成分 重量百分比SiO271％B2O326％Na2O 0.5％
Li2O 0.5％K2O1.0％Al2O31.0％优选使用的玻璃具有下列表中列出的性质

上述玻璃的选取是只是作为例子，并不局限于上述玻璃。
有利的是，层7的形成仅仅来自一个源的材料。因此，可以实现层7的高重复性。此外，可以避免利用几个源造成层化学计量的非预期变化。
按照本发明的另一种改进，至少利用两个源也可以实现层7的沉积。沉积的操作是通过适应性覆盖每个源，用于控制每个源成分与沉积层7成分的比例。
至少利用两个源可以有利地制作这样的层，该层沿垂直于基片表面的方向和/或沿平行于基片表面的方向有变化的层成分。
借助于改变一个源的工作参数或借助于组合不同的沉积过程，也可以实现这个层成分的变化。例如，这些过程包括物理汽相沉积，尤其是电子束蒸发或溅射，化学汽相沉积或等离子体诱发的化学汽相沉积。
按照这种方式，材料性质，例如，温度系数，或光学性质，例如，折射率或Abbe系数，可以适应于预期的目的。
图1D表示在去掉第一涂层3步骤之后的基片。在这个过程变型中，去掉涂层是通过涂敷表面的平面化实现的。为此目的，平面研磨涂敷的表面，直至去掉层7上的第一涂层，因此，在它以下的第一涂层3再次成为未覆盖的，从而可以直接接触该层。
图1E表示在去掉第一涂层3之后的过程步骤。由于汽相沉积层7到第一涂层3的负结构化上，并在去除它之后去掉第一涂层3，正结构化层7最终保留在基片上。正结构化层7的结构9覆盖最初未覆盖或未被第一涂层3覆盖的区域6。
例如，通过在合适溶剂中的溶解或借助于湿化学或干化学蚀刻，可以去除负结构化的第一涂层3。去除涂层也可以有利地利用在氧等离子体中的焚烧或氧化。
正结构化层7包括一种结构9或几种结构9。按照本发明，所述结构9可以包含不同的材料，沿垂直于基片表面的方向和/或沿平行于基片表面的方向不同的成分，不同的光学性质，不同的尺寸，即，不同的直径，宽度或高度，或厚度，或不同的几何尺寸，即，不同的形状。
按照本发明的方法可应用于制造有各种不同性质和/或不同尺寸的光学元件。
所述结构9或正结构化层7的结构9有约0.1μm至1mm的高度或厚度，以及数量级小于500μm，200μm，100μm，50μm，20μm和/或10μm的直径或宽度。
在另一个实施例中，至少可以沉积两种不同的材料作为层7以形成正结构化层7的结构9。即，正结构化层7的每种结构9可以根据预期的性质包含另一种材料，尤其是它的光学性质。
包含不同光学性质的至少两种玻璃的组合能够校正光学系统的色差。按照本发明，在一层中组合该至少两种材料或在不同的夹层中组合该至少两种材料，可以实现所述的组合。
以下的描述涉及图2A和2B，用于解释参照图1D和1E所示过程步骤的优选变化。在这个过程变型中，首先是利用结构化的第一涂层3以制备基片1，如在参照图1A和1B时所说明的。第一涂层3再次有负结构化5，它可以利用普通的剥离技术制成，从而留下未覆盖的第一表面2的区域6。同样地，层7沉积到按照这种方法制备的基片表面上，例如，借助于汽相沉积玻璃的汽相沉积或金属层的沉积，可以实现这种沉积。然而，在这种情况下，层7的层厚度没有选取得足够大而使它可以完全包围层7。这是通过选取层7的层厚度实现的，该厚度小于第一涂层3的层厚度。图2A表示该过程中的这种状态。
然后，借助于参照图1C所示的平面化，不需要任何的去除操作，可以直接去掉第一涂层3，因为层7没有完全形成连续的覆盖装置，从而保持接触第一涂层3。在去掉第一涂层3时，可以去除位于第一涂层3上层7的那些区域，从而去掉那些区域。再次保留图2B所示的结果，它是有正结构9的结构化涂层7。
按照本发明，在基片1的至少一个侧面上可以完成正结构化层7的制作，尤其是在基片1的顶部2和/或基片1的底部4。
尤其是，对于制作精致的光学元件或光活性元件，例如，费涅耳透镜，还可以有利地执行多次上述的过程步骤，因此，可以制作多层结构化。
形成所述多层结构化的各层包含与上述层7相同的性质。尤其是，每层可以包含有不同性质的不同材料，尤其是不同的光学性质。
图3A表示一个特别优选实施例类似于图1B所示过程的中间阶段。该图说明用于制作有非覆盖区域6和区域51的费涅耳透镜的负结构化5，其中基片已被涂敷光致抗蚀剂。
用于制作费涅耳透镜的负结构化5包含中心圆形的未覆盖区域，该区域被同心环形区域形状的未覆盖区域包围(见图4)。所述环形区域形状的未覆盖区域是由两个不同半径的同心圆限制的区域限定，较小的半径是r1和较大的半径是r2，形成的宽度是w＝r2-r1。随着增大的半径，分别增大r1和r2，环形区域的宽度w和两个相邻环形区域之间的距离d是减小的。
按照本发明的过程可以应用于制作有各种不同尺寸的费涅耳透镜或费涅耳类型透镜。所述负结构化5的高度约为0.1μm至10mm。所述中心圆形的未覆盖区域的直径数量级小于500μm，200μm，100μm，50μm，20μm或10μm。所述环形区域的宽度w和环形区域之间的距离d具有这样的数值，约小于500μm，200μm，100μm，50μm，20μm和/或10μm。
图3B和3C表示类似于图2A和2B描述的过程步骤，用于形成光学元件实施例或光活性元件，其中光活性层71施加到整个表面。借助于去掉过程，抗蚀层区域51以及位于其上的光活性层71区域被相继地去除，而留下来的是形成正结构化的光活性区域71。
正结构化的宽度或光活性层71的尺寸对应于未覆盖区域的宽度。光活性层71的高度是受负结构化5的高度或宽度的限制，它的数值约为0.1μm至1mm。
图4表示在表面上的图3C所示费涅耳透镜结构化。
尤其是，为了制作费涅耳透镜，也可以有利地多次执行上述的过程步骤，因此，可以制作多层结构化。这画出在图5中，图5表示通过多层费涅耳透镜的剖面图。在这个典型的实施例中，我们施加三个不同设计的层，即，第一层71，第二层72，和第三层73。如图5所示，通过逐步减小第一层71结构到顶层结构的宽度，顶层结构是第三层73结构，可以产生锯齿型形态，即，锯齿型结构和/或凸型结构。尤其是，通过减小每层的厚度和增加层的数目，可以制成良好的锯齿型形态，即，良好的锯齿型结构和/或良好的凸型结构。
为了制作结构化涂层，首先，施加第一涂层3到基片1的表面2上，表面2也是需要涂敷的，如图1A所示。最好是，第一涂层3是由光敏抗蚀层制成。
第一结构化涂层3到最后产生第一层71的正结构包含光敏抗蚀层，它最好是借助于旋转涂敷形成的。第二结构化涂层到最后产生第二层72的正结构也包含光敏抗蚀层，它最好是借助于喷射形成的。另一个涂层到产生另一个正结构化层最好是借助于喷射形成的。尤其是，所述第一层71，所述第二层72，和/或所述第三层73包含光活性层。
图6至11表示其他光学元件实施例，它们分别是费涅耳透镜或费涅耳类型透镜的光活性元件实施例。在图5的费涅耳透镜中，上述的过程步骤特别有利于执行多次以制作多层结构化。在图6至11中描述的多层结构化中的每一层包含光活性层。
图6至8中所说明的典型实施例表示包含第一层71，第二层72和第三层73的一个三层系统，这三层形成在基片1的顶部2。
图6说明一个三层系统71，72，73，其中每层的正结构91，92，93，94，95，96有不同的高度。详细地说，在第一层71中，正结构94的高度低于正结构91的高度；在第二层72中，正结构95的高度低于正结构92的高度；和在第三层73中，正结构96的高度低于正结构93的高度。尤其是，每层中正结构化的高度相对于相邻正结构的高度是交替变化的。
图7表示这样一种系统，其中层71，72，73包含不同的材料。详细地说，第一层71包含第一种材料，第二层72包含第二种材料，第三层73包含第三种材料。
图8解释一个三层系统71，72，73的例子，其中层71，72，73和正结构91，92，93，98，99，100包含不同的材料，尤其是，正结构91，92，93，98，99，100的材料是交替的。详细地说，正结构91，92，93在每层71，72，73中包含相同的第一种材料，而正结构98，99，100在每层71，72，73中包含相同的第二种材料。
图9说明图8所示费涅耳透镜或费涅耳类型透镜在表面上的结构化。
此外，图10和11中所示的实施例表示一个典型的多层系统，尤其是一个三层系统，包括顶部第一层271，顶部第二层272和顶部第三层273，它们形成在基片1的顶部2；和底部第一层471，底部第二层472和底部第三层473，它们形成在基片1的底部4。
图10说明这样一个系统，其中基片1的顶部2上的层系统是按照图8描述的层系统形成的，并包含第一种材料和第二种材料。尤其是，正结构291，292，293，298，299，300的材料是交替的。详细地说，正结构291，292，293在每层271，272，273中包含相同的第一种材料，而正结构298，299，300在每层271，272，273中包含相同的第二种材料。在基片1的底部4上的三层系统包含不同材料的正结构491，492，493，498，499，500，尤其是，正结构491，492，493，498，499，500的材料是交替的。详细地说，正结构491，492，493在每层471，472，473中包含相同的第三种材料，而正结构498，499，500在每层471，472，473中包含相同的第四种材料。
图11说明在基片1的顶部上的一个三层系统271，272，273，其中每层的正结构291，292，293，301，302，303有不同的高度和材料。
正结构291，292，293包含第一种材料，而正结构301，302，303包含第二种材料。更详细地说，在第一层271中，正结构291的高度大于正结构301；在第二层272中，正结构292的高度大于正结构302；和在第三层273中，正结构293的高度大于正结构303。尤其是，在每层中正结构的高度对于相邻的正结构是交替的。在基片4的底部上的层系统是按照图10中描述的底部4上的层系统形成的。
图12至15表示按照本发明方法制作的其他优选实施例费涅耳透镜的平面图，它可以利用上述方法实现高的精确度。
在基片上至少可以形成一个光活性元件，例如，费涅耳透镜或费涅耳类型透镜。这是在图12和13中说明，其中几个费涅耳透镜同时形成在基片上，或制作在所述基片上，例如，制作在晶片上。
所以，本发明描述一种用于制作衍射光学元件的方法。
本发明的方法描述在半导体，玻璃，陶瓷和塑料基片上形成玻璃和金属层的结构化应用。
借助于抗蚀层光刻方法，可以实现各层的结构化。
最好是，利用合适玻璃系统的热或电子束蒸发，可以实现绝缘的玻璃层。
上述方法的一个优点是在室温至最高150℃下施加绝缘的玻璃层，在以上的温度范围内，不太可能对基片或以前施加的金属结构造成任何的损坏。
合适选取玻璃的汽相沉积参数，最好是用于设定的光学和热机械性质，按照这种方式，可以施加厚度约为0.1μm和最大为1mm的结构化玻璃层。
多年以来，借助于电子束的汽相沉积过程是众所周知的，但它主要用于塑料/玻璃眼镜的机械和光学表面处理。
Schott Glas提供用于这种用途的玻璃约有30年。
根据已知汽相沉积玻璃8329(脱气Duran)的数据表，我们知道高的汽相沉积速率最大为4μm/min，并被溅射装置用户/制造商的技术咨询所确认。
这个速率高于已知溅射速率好几倍，并可利用这种方法实现上述的目的。
以前使用由单元件系统制成的溅射层(最好是SiO2)，它的溅射速率为每分钟几个纳米。
除了高的沉积速率以外，汽相沉积的另一个优点是基片承受较低的热应力，它能够利用光致抗蚀剂形成第一涂层。
对于在基片上形成结构化的玻璃层，以下的参数是优选的基片的表面粗糙度＜50μm在蒸发时的BIAS温度≈100℃在蒸发时的压力10-5mbar汽相沉积玻璃和基片的CTE一致。
玻璃应当具有相应的光学特征数据。
对于诸如硅晶片或玻璃的基片，例如，Borofloat33，按照现有的知识，利用已知的SCHOTT汽相沉积玻璃(8329，G018-189)(参阅数据表)，可以满足所有这些要求，其中对上述的基片采用合适的方法，例如，电子束蒸发。
利用其他合适的汽相沉积玻璃，可以把该方法应用于其他的基片以及有机和无机半导体。
专业人员显然知道，在不偏离此处公开的本发明内容的条件下，可以对上述的方法和设备作各种改动和变化。
权利要求
1.一种用于施加光活性结构化到基片上的方法，包括利用光刻掩模的结构化，其步骤是，利用光敏抗蚀层涂敷基片，光刻施加层的结构化，借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
2.按照权利要求1的方法，其中涂敷基片的步骤是借助于旋转涂敷，喷射，电沉积和/或借助于至少沉积一个光敏抗蚀薄膜实现的。
3.按照权利要求1或2的方法，其中光活性结构化施加到所述基片的底部和/或所述基片的顶部。
4.按照以上权利要求中任何一个的方法，其中去掉抗蚀层的步骤是按照这样方式实现的，还去掉已施加到抗蚀层上的至少一层。
5.按照以上权利要求中任何一个的方法，其中涂敷步骤包括借助于电子束PIAD过程，利用光活性层涂敷预结构化的基片。
6.按照以上权利要求中任何一个的方法，其中光刻结构化步骤包括掩模曝光和随后的显影。
7.按照以上权利要求中任何一个的方法，该方法涉及单次重复以下的步骤利用光敏抗蚀层涂敷基片，光刻施加层的结构化，借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
8.按照以上权利要求中任何一个的方法，其中光活性层是按照这样方式施加的，该活性层包含沿垂直于基片表面的方向和/或沿平行于基片表面的方向变化的层成分。
9.按照权利要求1至6中任何一个的方法，其特征是多次重复以下的步骤利用光敏抗蚀层涂敷基片，光刻施加层的结构化，借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
10.按照权利要求9的方法，其中利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层在每层中包含相同的材料或不同的材料。
11.按照权利要求9或10的方法，其中光活性层是按照这样方式施加的，该活性层包含沿垂直于基片表面的方向和/或沿平行于基片表面的方向变化的层成分。
12.按照以上权利要求中任何一个的方法，其中利用涂敷材料制作光活性层，该材料是通过PVD过程的玻璃制成。
13.按照以上权利要求中任何一个的方法，其中借助于PVD过程中的电子束蒸发，施加光活性层。
14.按照以上权利要求中任何一个的方法，其中借助于PIAD过程中的电子束蒸发，施加光活性层。
15.一种光活性元件，包括基片和在所述基片上的至少一个光活性第一层，其中该第一层是由选自玻璃或金属中至少一种材料制成并有光活性结构化，最好是聚焦结构化。
16.按照权利要求15的光活性元件，其中光活性第一层施加到所述基片的底部和/或所述基片的顶部。
17.按照以上权利要求中任何一个的光活性元件，其中光活性第一层的厚度约为0.1μm和最大为1mm。
18.按照以上权利要求中任何一个的光活性元件，其中光活性第一层的宽度约小于50μm。最好是小于20μm，更好的是小于10μm。
19.按照以上权利要求中任何一个的光活性元件，其中光活性第一层包含沿垂直于基片表面的方向和/或沿平行于基片表面的方向变化的材料成分。
20.按照以上权利要求中任何一个的光活性元件，其中利用包括光刻掩模结构化的方法制作光活性结构化，其步骤是利用光敏抗蚀层涂敷基片，光刻施加层的结构化，借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
21.按照以上权利要求中任何一个的光活性元件，其中涂敷基片是借助于旋转涂敷，喷射，电沉积和/或借助于至少沉积一个光敏抗蚀薄膜实现的。
22.按照权利要求20或21的光活性元件，其中按照这样的方式去掉抗蚀层，还去掉已施加到抗蚀层上的至少一层。
23.按照权利要求20至22中任何一个的光活性元件，其中借助于电子束PIAD过程，利用光活性层涂敷预结构化的基片。
24.按照权利要求20至23中任何一个的光活性元件，其中光刻结构化包括掩模曝光和随后的显影。
25.按照以上权利要求中任何一个的光活性元件是单次重复以下的步骤制成的利用光敏抗蚀层涂敷基片，光刻施加层的结构化，借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
26.按照权利要求15至24中任何一个的光活性元件是多次重复以下的步骤制成的利用光敏抗蚀层涂敷基片，光刻施加层的结构化借助于电子束PVD(电子束物理汽相沉积)，利用光活性层涂敷预结构化的基片，该活性层至少包含选自玻璃和金属构成的材料，和去掉抗蚀层。
27.按照权利要求15至24或26中任何一个的光活性元件，其中光活性元件是有几个光活性层的阵列。
28.按照以上权利要求中任何一个的光活性元件，其中几个光活性层的阵列在每个光活性层中包含相同的材料或不同的材料。
29.按照以上权利要求中任何一个的光活性元件，其中利用PVD过程中制成的玻璃涂敷材料，制作光活性层。
30.按照以上权利要求中任何一个的光活性元件，其中借助于PVD过程中的电子束蒸发，施加光活性层。
31.按照以上权利要求中任何一个的光活性元件，其中借助于PIAD过程中的电子束蒸发，施加光活性层。
32.按照以上权利要求中任何一个的光活性元件是费涅耳透镜。
33.一种有光活性结构化的组件，最好是由玻璃制成的聚焦结构化，其中该结构化是利用有权利要求1中特征的方法制成的。
34.一种有光活性结构化的组件，最好是由金属制成的聚焦结构化，其中该结构化是利用有权利要求1中特征的方法制成的。
35.一种有光活性结构化的组件，最好是由玻璃和金属制成的聚焦结构化，其中该结构化是利用有权利要求1中特征的方法制成的。
36.一种有光活性结构化的组件，最好是由玻璃和/或金属制成的聚焦结构化，其中该结构化是利用有权利要求1中特征的方法制成的。
37.按照以上权利要求中任何一个的组件是费涅耳透镜。
38.一种有基片和光活性结构化的混合透镜，最好是聚焦结构化，该结构化是利用按照权利要求1的方法制成的。
全文摘要
本发明涉及光学元件，尤其涉及一种施加光活性结构化(7)到基片(1)上的方法，以及利用这种类型方法制作的组件。尤其是，施加光活性结构化到基片上的方法包括光刻技术和借助于物理汽相沉积过程的材料沉积。
文档编号G02B5/18GK1997917SQ200580018841
公开日2007年7月11日 申请日期2005年6月8日 优先权日2004年6月9日
发明者迪特里希·蒙德, 克劳斯·迈克尔·海莫尔 申请人:肖特股份公司