用于可变式刻蚀深度的方法与流程

1.本公开一般来说涉及对光栅材料的处理。更具体来说，本公开涉及生产可变式深度光栅材料的方法。


背景技术：

2.出于各种优势，一直以来使用例如光学透镜等光学元件来操纵光。近来，已在全息及增强/虚拟现实(augmented/virtual reality，ar及vr)器件中使用微衍射光栅。一种特定的ar及vr器件是一种穿戴式显示系统，例如被排列成在距离人眼的短距离内显示图像的头戴装置。此种穿戴式头戴装置有时被称为头戴式显示器，且设置有在距用户眼睛的若干厘米内显示图像的框架。所述图像可为在显示器(例如，微显示器)上由计算机产生的图像。对光学组件进行排列以将期望图像的光(其中所述光是在显示器上产生)输送到用户眼睛，使得所述图像对所述用户来说为可见。产生图像的显示器可形成光引擎的一部分，使得图像产生准直光束，所述光束由光学组件引导以提供对用户来说可见的图像。
3.光学组件可包括使用成角度刻蚀系统(angled etch system)在衬底上形成的具有不同倾斜角的结构，例如一个或多个光栅的鳍。成角度刻蚀系统的一个实例是容纳离子束源的离子束腔室。离子束源被配置成产生离子束，例如带状束、点状束、或全衬底大小的束。离子束腔室被配置成相对于衬底的表面法线以一角度导引离子束，以产生具有特定倾斜角的结构。改变将由离子束产生的结构的倾斜角需要对离子束腔室的硬件进行大量的重新配置。
4.通常已使用灰度光刻(gray-tone lithography)来实行形成包括跨及衬底的表面的具有不同深度的不同结构的光学器件。然而，灰度光刻是耗时且复杂的工艺，此给使用所述工艺制作的器件增加了相当大的成本。
5.因此，需要改善的方法及相关设备来形成包括跨及单个衬底的具有不同倾斜角和/或不同深度的不同结构的光学器件。


技术实现要素：

6.提供本公开内容是为了以简化的形式介绍以下在具体实施方式中进一步阐述的一系列概念。本公开内容不旨在识别所主张主题的关键特征或本质特征，也不旨在帮助确定所主张主题的范围。
7.根据一个实施例，一种方法可包括在衬底的顶上提供掩模层，所述掩模层包括位于第一处理区域之上的第一开口及位于第二处理区域之上的第二开口。所述方法可还包括：刻蚀所述衬底，以使所述第一处理区域及所述第二处理区域凹陷；在所述衬底之上形成光栅材料；以及在所述第一处理区域及所述第二处理区域中刻蚀所述光栅材料，以形成相对于从所述衬底的顶表面延伸的垂线被定向成非零角度的多个结构。
8.根据另一实施例，一种形成光学器件的方法可包括在衬底的顶上提供掩模层，所述掩模层包括界定第一处理区域的第一开口及界定第二处理区域的第二开口。所述方法可
还包括：刻蚀所述衬底，以使所述第一处理区域及所述第二处理区域凹陷；在所述衬底之上形成光学光栅材料；以及通过在所述第一处理区域及所述第二处理区域中向所述光学光栅材料中刻蚀多个沟槽来形成多个结构，其中所述多个结构相对于从所述衬底的顶表面延伸的垂线被定向成非零角度。
9.根据另一实施例，一种方法可包括在腔室内提供离子束源，其中所述腔室能够操作以将离子束传递到衬底，且其中所述衬底包括通过掩模元件而与第二处理区域隔开的第一处理区域。所述方法可还包括：刻蚀所述衬底以使所述第一处理区域及所述第二处理区域凹陷，其中所述第一处理区域与所述第二处理区域相对于所述衬底的顶表面凹陷到不同的深度；在所述衬底之上形成光学光栅材料；以及通过在所述第一处理区域及所述第二处理区域中向所述光学光栅材料中刻蚀多个沟槽来形成多个结构，其中所述多个结构相对于从所述衬底的所述顶表面延伸的垂线被定向成非零角度。
附图说明
10.附图示出本公开的示例性方式，包括本公开的原理的实际应用，附图如下所示：
11.图1是根据本公开实施例的光学器件的透视前视图。
12.图2a是根据本公开实施例的成角度刻蚀系统的侧视示意性剖视图。
13.图2b是根据本公开实施例的图2a中所示的成角度刻蚀系统的俯视示意性剖视图。
14.图3a示出根据本公开实施例的由光栅材料形成的光学光栅组件的侧视剖视图。
15.图3b示出根据本公开实施例的图3a所示光学光栅组件的前视图。
16.图4-9示出根据本公开实施例的用于形成光栅器件的工艺。
17.图10是根据本公开实施例的用于形成光栅器件的方法的流程图。
18.附图未必是按比例绘制。附图仅为代表图，而非旨在描绘本公开的具体参数。附图旨在示出本公开的示例性实施例，且因此不被视为在范围上具有限制性。在附图中，相同的编号表示相同的元件。
19.此外，为说明清晰起见，一些图中的某些元件可被省略或不按比例示出。为说明清晰起见，剖视图可呈“切片(slices)”或“近视(near-sighted)”剖视图的形式，且省略在“真实(true)”剖视图中以其他方式可见的某些背景线。此外，为清晰起见，可在某些附图中省略一些参考编号。
具体实施方式
20.现将在下文中参照附图更充分地阐述根据本公开的装置、系统及方法，附图中示出各种实施例。所述装置、系统及方法可以许多不同的形式实施，且不会被解释为限于本文中所陈述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使公开内容将透彻及完整，并将向所属领域中的技术人员充分传达所述装置、系统及方法的范围。
21.图1是根据本公开实施例的器件100(例如，光学器件)的透视前视图。光学器件100的实例包括但不限于平面光学器件及波导(例如，波导组合器)。光学器件100包括一个或多个结构，例如光栅。在可与本文中阐述的其他实施例相结合一个实施例中，光学器件100包括输入光栅102、中间光栅104及输出光栅106。光栅102、104、106中的每一者包括对应的结构108、结构110、结构112(例如，鳍)。在可与本文中阐述的其他实施例相结合一个实施例
中，结构108、结构110、结构112及结构之间的深度包括可跨及光学器件100在一个或多个尺寸上发生变化的亚微米临界尺寸(例如，纳米大小的临界尺寸)。
22.图2a是成角度刻蚀系统(下文中为“系统”)200(例如可从位于加州圣克拉拉的应用材料公司(applied materials,inc)获得的(varian)系统)的侧视示意性剖视图，且图2b是所述成角度刻蚀系统200的俯视示意性剖视图。应理解，以下阐述的系统200是可被使用或修改以在衬底上形成本文中阐述的结构的示例性的成角度刻蚀系统以及包括来自其他制造商的成角度刻蚀系统的其他成角度刻蚀系统。
23.图2a-2b示出设置在台板206上的器件205。器件205可包括衬底210、设置在衬底210之上的刻蚀停止层211、待刻蚀的刻蚀层(例如设置在刻蚀停止层211之上的光栅材料212)、以及设置在光栅材料212之上的硬掩模213。应理解，在其他实施例中，器件205可包括不同的分层材料和/或组合。举例来说，刻蚀层可为待处理的毯覆膜，例如光致抗蚀剂型材料或光学透明材料(例如，硅或氮化硅)。可使用选择性区域处理(selective area processing，sap)刻蚀循环来处理毯覆膜，以形成器件205的一个或多个斜的或弯曲的表面。在另一实施例中，可能不存在刻蚀停止层211。
24.为了形成具有倾斜角的结构(例如，鳍)222，可通过系统200刻蚀光栅材料212。在一个实施例中，光栅材料212设置在衬底210上所设置的刻蚀停止层211上。在一个实施例中，基于待形成的每一结构的倾斜角及衬底210的折射率来选择光栅材料212的一种或多种材料。在一些实施例中，光栅材料212包含含有以下中的一种或多种的材料：碳氧化硅(sioc)、二氧化钛(tio2)、二氧化硅(sio2)、氧化钒(iv)(vo
x
)、氧化铝(al2o3)、氧化铟锡(ito)、氧化锌(zno)、五氧化二钽(ta2o5)、氮化硅(si3n4)、氮化钛(tin)、和/或二氧化锆(zro2)。光栅材料212可具有处于约1.5与约2.65之间的折射率。
25.在一些实施例中，图案化硬掩模213是在形成器件205之后被移除的非透明硬掩模。举例来说，非透明硬掩模213可包含反射材料，例如铬(cr)或银(ag)。在另一实施例中，图案化硬掩模213是透明硬掩模。在一个实施例中，刻蚀停止层211是在形成器件205之后被移除的非透明刻蚀停止层。在另一实施例中，刻蚀停止层211是透明刻蚀停止层。
26.系统200可包括容纳离子束源204的离子束腔室202。离子束源204被配置成产生离子束216，例如带状束、点状束、或全衬底大小的束。离子束腔室202被配置成相对于衬底210的表面法线218以第一离子束角α导引离子束216。改变第一离子束角α可能需要对离子束腔室202的硬件进行重新配置。衬底210被保留在耦合到第一致动器208的台板206上。第一致动器208被配置成沿着y方向和/或z方向以扫描运动移动台板206。在一个实施例中，第一致动器208被进一步配置成使台板206倾斜，使得衬底210相对于离子束腔室202的x轴以倾斜角β定位。在一些实施例中，第一致动器208可被进一步配置成相对于y轴和/或z轴使台板206倾斜。
27.在衬底210被倾斜之后，第一离子束角α及倾斜角β形成相对于衬底210的表面法线218的第二离子束角为了形成相对于表面法线218具有倾斜角的结构，离子束源204产生离子束216，且离子束腔室202以第一离子束角α朝衬底210导引离子束216。第一致动器208定位台板206，使得离子束216以第二离子束角接触光栅材料212且刻蚀光栅材料212，以在光栅材料212的期望部分上形成具有倾斜角的结构。
28.传统上，为了形成结构的具有与结构的相邻部分的倾斜角不同的倾斜角的部
分，或者为了在连续衬底上形成具有不同倾斜角的结构，改变第一离子束角α，改变倾斜角β，和/或使用多个成角度刻蚀系统。对离子束腔室202的硬件进行重新配置以改变第一离子束角α是复杂且耗时的。当离子束216以不同的能级接触光栅材料212时，调整倾斜角β以修改离子束角会导致位于衬底210的部分上的结构具有不均匀的深度。举例来说，靠近离子束腔室202定位的一部分将带有具有较远离离子束腔室202定位的相邻部分的结构大的深度的结构。由于需要多个腔室，因此使用多个成角度刻蚀系统会增加制作时间且增加成本。为了避免对离子束腔室202进行重新配置、调整倾斜角β以修改离子束角以及使用多个成角度刻蚀系统，成角度刻蚀系统200可包括耦合到台板206的第二致动器220，以相对于台板206的x轴旋转衬底210，从而控制结构的倾斜角
29.在使用期间，可在使用离子束腔室202与衬底210或衬底台板之间的偏置电源施加电压差时提取离子束216，如在已知系统中那般。偏置电源可耦合到例如其中离子束腔室202与衬底210保持处于相同的电势的离子束腔室202。
30.离子束216内的离子的轨迹可彼此相互平行，或者可位于狭窄的角度扩展范围内，例如彼此相差10度内或更少。在其他实施例中，离子束216内的离子的轨迹可彼此会聚或发散，例如，呈扇形。在各种实施例中，离子束216可被提供为作为连续束或脉冲离子束提取的带状反应性离子束，如在已知系统中那般。
31.在各种实施例中，气体(例如反应性气体)可由源供应到离子束腔室202。根据提供到离子束腔室202的物质(species)的确切组成而定，等离子体可产生各种刻蚀物质或沉积物质。离子束216可由任何方便的气体混合物(包括惰性气体、反应性气体)组成，且在一些实施例中可与其他气体物质结合提供。在一些实施例中，可将离子束216及其它反应性物质作为刻蚀配方提供到衬底210，以对例如光栅材料212等层实行定向反应性离子刻蚀(reactive ion etching，rie)。如本领域中已知的，此种刻蚀配方可使用已知的反应性离子刻蚀化学物质来刻蚀例如氧化物或其他材料等材料。在其他实施例中，离子束216可由惰性物质形成，在惰性物质中，当相对于离子束216扫描衬底210时，提供离子束216以通过物理溅镀来刻蚀衬底210，或者更具体来说，刻蚀光栅材料212。
32.图3a示出根据本公开实施例的由光栅材料312形成的光学光栅组件300的侧视剖视图。图3b示出光学光栅组件300的前视图。如图所示，光学光栅组件300包括衬底310及设置在衬底310上的光学光栅材料312。光学光栅组件300可与图1所示输入光栅102、中间光栅104、和/或输出光栅106相同或类似。在一些实施例中，衬底310是光学透明材料，例如已知的玻璃。在一些实施例中，衬底310是硅。在后一种情况下，衬底310是硅，且使用另一工艺将光栅图案转印到另一光学衬底(例如玻璃或石英)的表面上的膜。所述实施例并不限于此上下文中。在图3a及图3b所示非限制性实施例中，光学光栅组件300还包括设置在衬底310与光栅材料312之间的刻蚀停止层311。在其他实施例中，在衬底310与光栅材料312之间不存在蚀刻停止层。
33.在一些实施例中，光学光栅组件300可包括多个成角度结构，所述多个成角度结构示出为由沟槽325a到325n隔开的成角度组件或结构322。结构322可相对于衬底310的平面(例如，y-z平面)及光栅材料312的顶表面313的垂线以非零倾角(φ)设置。成角度结构322可包括在倾斜光栅的一个或多个场内，倾斜光栅一起形成“微透镜”。
34.在图3a所示实例中，成角度结构322及沟槽325a到325n沿着平行于y轴的方向界定
可变高度。举例来说，光学光栅组件300的第一部分331中的第一沟槽325a的深度
‘
d1’可与光学光栅组件300的第二部分333中的第二沟槽325b的深度
‘
d2’不同。在一些实施例中，成角度结构322和/或沟槽325的宽度也可例如沿着y方向变化。
35.成角度结构322可通过使用处理配方相对于离子束扫描衬底310来实现。简单地说，处理配方可使得改变一组工艺参数中的至少一个工艺参数，从而具有改变例如在扫描衬底310期间由离子束引起的刻蚀速率或沉积速率的效果。此种工艺参数可包括衬底310的扫描速率、离子束的离子能量、当作为脉冲离子束提供时离子束的负载循环、离子束的扩展角(spread angle)、以及衬底310的旋转位置。通过使跨及掩模的离子束品质变化，可进一步改变刻蚀轮廓。品质可包括强度/刻蚀速率，例如随负载循环或不同角度的束形状而变化的电流。在本文中的至少一些实施例中，处理配方可还包括光栅材料312的材料及离子束的刻蚀离子的化学性质。在又一些其他实施例中，处理配方可包括光栅材料312的初始几何形状，包括尺寸及纵横比。所述实施例并不限于此上下文中。
36.现在转到图4-9，将阐述根据本公开实施例的用于形成光学光栅器件400的工艺。如图4中所示，在衬底410的顶上提供掩模层404。可将掩模层404图案化或以其他方式处理成包括位于第一处理区域422之上的第一开口420及位于第二处理区域426之上的第二开口424。应理解，第一处理区域422及第二处理区域426可与衬底410的其中待形成光学光栅或其他半导体沟槽/结构的区域对应。如图所示，第一处理区域422可通过掩模层404的掩模元件428而与第二处理区域隔开。第一开口420可具有第一宽度
‘
w1’(例如，沿着y方向)且第二开口424可具有第二宽度
‘
w2’，其中w2》w1。尽管未示出，但掩模层404可还包括界定第三处理区域的第三开口。
37.接下来，如图5a中所示，为了在第一处理区域422及第二处理区域426中使衬底410凹陷，可对器件400进行刻蚀430。刻蚀430可为平行于从衬底410的顶表面432延伸的垂线431以一角度实行/进行(deliver)的离子刻蚀。在其他实施例中，可相对于垂线431以非零角度实行刻蚀430。此外，应理解，刻蚀430可代表一个或多个刻蚀循环。
38.在一些实施例中，如图5b中所示，可在第二开口424之上形成阻挡元件434，以防止第二处理区域426受到刻蚀430的一个或多个刻蚀循环的影响。举例来说，当在第二处理区域426上存在阻挡元件434时，可对第一处理区域422进行刻蚀达一个或多个刻蚀循环。然后可移除阻挡元件434，且可同时刻蚀第一处理区域422与第二处理区域426二者。尽管为非限制性的，但阻挡元件434可为刻蚀掉的灰度(gray tone，gt)抗蚀剂膜，因此使得刻蚀430能够在第一处理区域422之后影响第二处理区域426。阻挡元件434可为硬掩模(例如cr硬掩模)，所述硬掩模被沉积成薄膜且以光刻方式被图案化。
39.如图5c-5d中所示，在另一实施例中，阻挡元件可为邻近或阴影掩模435，例如位于衬底410上方的金属或其他材料。阴影掩模435可包括穿过其形成的多个开口，所述多个开口使得刻蚀430的离子束能够朝向衬底410通过。阴影掩模435可与衬底隔开一间隙或距离(例如，沿着x方向)。换句话说，阴影掩模435通常不直接形成在器件衬底410的顶上。然而，在替代实施例中，阴影掩膜435可与器件400直接实体接触，同时界定穿过阴影掩膜435的所述多个开口中的至少一者的一个或多个边缘被间隔开或者在衬底410上方凸起以产生阴影效果。
40.在图5c所示实施例中，刻蚀430可为平行于从衬底410的顶表面432延伸的垂线431
以一角度实行/进行的离子刻蚀。在图5d所示实施例中，刻蚀430可相对于垂线431以非零角度θ实行。
41.阴影掩模435的开口中的每一者可由与后缘相对的前缘(leading edge)(例如，相对于图5d所示倾斜刻蚀430的离子的行进方向)界定。开口中的每一者可还由与第二侧缘(例如，开口的沿着z方向的边缘)相对的第一侧缘界定。应理解，开口实际上可采用任何数目、形状或配置。此外，应理解，阴影掩模435的所述一个或多个开口可采取相比于其余开口独特或不同的形状/配置。本文的实施例不限于此上下文中。
42.在一些非限制性实施例中，阴影掩模435可还包括沿着开口的前缘、后缘和/或侧缘的多个凸起表面特征。凸起表面特征可在由阴影掩模435的顶表面界定的平面上方延伸。在一些实施例中，阴影掩膜435可附加地或替代地包括在由阴影掩膜的底表面界定的平面下方延伸的表面特征。应理解，表面特征可部分地阻挡刻蚀430的离子束，因此影响穿过相应开口并撞击衬底410的离子束的量、角度和/或深度。
43.如图6中所示，作为刻蚀430的结果，在第一处理区域422及第二处理区域426中使衬底410相对于衬底410的顶表面432凹陷。在一些实施例中，衬底410在第一处理区域422中凹陷到第一深度
‘
d1’且在第二处理区域426中凹陷到第二深度
‘
d2’，其中d1》d2。在其他实施例中，衬底410在第一处理区域422及第二处理区域426二者中凹陷到相同或实质上相同的深度。如图所示，衬底410在第一处理区域422及第二处理区域426中的顶表面可为斜的或弯曲的。
44.如图7中所示，然后可在器件400之上(例如在衬底410的顶上)形成光栅材料412。光栅材料412延伸到第一处理区域422及第二处理区域426中。然后可在光栅材料412之上形成硬掩模413。在一些实施例中，可在沉积光栅材料412之前移除掩模层404(图6)。在一些实施例中，可在移除掩模层404之后但在沉积光栅材料412之前在器件400之上形成刻蚀停止层(未示出)。光栅材料412可为由含有以下中的一种或多种的材料制成的光学光栅材料：碳氧化硅(sioc)、二氧化钛(tio2)、二氧化硅(sio2)、氧化钒(iv)(vo
x
)、氧化铝(al2o3)、氧化铟锡(ito)、氧化锌(zno)、五氧化二钽(ta2o5)、氮化硅(si3n4)、氮化钛(tin)和/或二氧化锆(zro2)。硬掩模413可为非透明硬掩模，所述非透明硬掩模例如包含反射材料，例如铬(cr)或银(ag)。在另一实施例中，硬掩模413是透明硬掩模。
45.然后可将硬掩模413图案化，如图8中所示。在一些实施例中，可大致在第一处理区域422之上形成第一组开口444，而可大致在第二处理区域426之上形成第二组开口446。如图所示，第一多个硬掩模段448通过第一组开口444彼此隔开。第一多个硬掩模段448中的每一者可具有段宽度
‘
sg1’。类似地，第二多个硬掩模段450通过第二组开口446彼此隔开，其中第二组多个硬掩模段450具有段宽度
‘
sg2’。如图所示，sg2》sg1。在其他实施例中，sg1与sg2可相等或近似相等。此外，第一组开口444中的每一者可具有开口宽度
‘
ow1’且第二组开口446中的每一者可具有开口宽度
‘
ow2’。在各种实施例中，ow1与ow2可相同或不同。
46.接下来，如图9中所示，可对器件400进行刻蚀455以形成多个结构460及多个沟槽462。更具体来说，可相对于从衬底410的顶表面432延伸的垂线431以非零角度β刻蚀光栅材料412，以形成第一组倾斜结构460a及第二组倾斜结构460b。刻蚀455的离子可穿过第一组开口444以形成第一多个沟槽462a，且刻蚀455的离子可穿过第二组开口446以形成第二多个沟槽462b。在示例性实施例中，第一多个沟槽462a及第二多个沟槽462b中的每一者在衬
底410与光栅材料412的相交处具有实质上平整的底部。
47.如图所示，第一多个沟槽462a中的两个或更多个沟槽之间的深度可变化。类似地，第二多个沟槽462b中的两个或更多个沟槽之间的深度可变化。在一些实施例中，第一组结构460a的平均宽度
‘
aw1’可不同于第二组结构460b的平均宽度
‘
aw2’。在其他实施例中，aw1等于aw2。此外，第一组结构460a的角度可与第二组结构460b的角度相同或不同。一旦第一组结构460a及第二组结构460b完成，器件400便包含多个衍射光学元件。尽管为非限制性的，但第一组结构460a可对应于输入光栅，而第二组结构460b可对应于中间光栅或输出光栅。
48.转到图10，将阐述根据本公开实施例的方法1000。如图所示，在方块1010处，方法1000可包括在衬底的顶上提供掩模层，掩模层包括位于第一处理区域之上的第一开口及位于第二处理区域之上的第二开口。在一些实施例中，掩模层还包括位于第三处理区域之上的第三开口。
49.在方块1020处，方法1000可包括刻蚀衬底，以使第一处理区域及第二处理区域凹陷。刻蚀可为平行于从衬底顶表面延伸的垂线以一角度实行/进行的离子刻蚀。在其他实施例中，刻蚀可相对于垂线以非零角度实行。
50.在一些实施例中，可在第二开口之上形成阻挡元件，以防止第二处理区域受到刻蚀的影响。在一个实施例中，当在第二处理区域之上存在阻挡元件时，可对第一处理区域进行刻蚀达一个或多个刻蚀循环。然后可移除阻挡元件，且可同时刻蚀第一处理区域与第二处理区域二者。在一些实施例中，使第一处理区域与第二处理区域凹陷到不同的深度。
51.在方块1030处，方法1000可还包括在衬底之上(包括在凹陷的第一处理区域及第二处理区域之上)形成光栅材料。在一些实施例中，光栅材料是在已移除掩模层之后形成在衬底的顶上的光学光栅材料。
52.在方块1040处，方法1000可还包括在第一处理区域及第二处理区域中刻蚀光栅材料，以形成相对于从衬底的顶表面延伸的垂线被定向成非零角度的多个结构。在一些实施例中，刻蚀光栅材料以形成第一多个沟槽及第二多个沟槽。在一些实施例中，所述方法包括改变第一多个沟槽中的两个或更多个沟槽之间的刻蚀深度，以及改变第二多个沟槽中的两个或更多个沟槽之间的刻蚀深度。在一些实施例中，所述多个结构包括第一组结构及第二组结构，其中第一组结构具有第一平均结构宽度，其中第二组结构具有第二平均结构宽度，且其中第一平均结构宽度不同于第二平均结构宽度。
53.为方便及清晰起见，本文中将使用例如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“垂直”、“水平”、“侧向”及“纵向”等用语来阐述出现在图中的组件及其构成部件的相对放置及取向。术语将包括特别提到的词、其派生词及类似含义的词。
54.除非明确叙述不包括复数元件或操作，否则如本文中所使用的以单数形式叙述且前面带有词“一(a或an)”的元件或操作要被理解为包括复数元件或操作。此外，提及本公开的“一个实施例”时并不旨在进行限制。附加实施例也可包括所叙述特征。
55.此外，在一些实施例中，用语“实质的”或“实质上”以及用语“近似的”或“近似地”可互换使用，且可使用所属领域中的普通技术人员可接受的任何相对度量来阐述。举例来说，这些用语可用作与参考参数的比较，以指示能够提供预期功能的偏差。尽管为非限制性的，然而与参考参数的偏差可为例如小于1％、小于3％、小于5％、小于10％、小于15％、小于
20％等等的量。
56.再者，普通技术人员将理解，当例如层、区或衬底等元件被指形成在、沉积在或设置在另一元件“上”、“之上”或“顶上”时，所述元件可直接位于所述另一元件上，或者也可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接”位于另一元件“上”、“直接”位于另一元件“之上”或“直接”位于另一元件“顶上”时，则不存在中间元件。
57.在各种实施例中，可提供及配置设计工具来创建用于图案化本文中所述光栅材料及衍射光学元件的层的数据集。举例来说，可创建数据集以产生光刻操作期间所使用的光掩模，以图案化如本文中所述结构的层。此种设计工具可包括一个或多个模块的集合，且也可包括硬件、软件或其组合。因此，例如，工具可为一个或多个软件模块、硬件模块、软件/硬件模块或其任意组合或排列的集合。作为另一实例，工具可为运行软件或者以硬件实施的计算器件或其他器具。
58.如本文中所使用的模块可利用任何形式的硬件、软件或其组合来实施。举例来说，可实施一个或多个处理器、控制器、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、可编辑逻辑阵列(programmable logic array，pla)、逻辑组件、软件例程或其他机制来构成模块。在实施方案中，本文中所阐述的各种模块可实施为分立的模块，或者一个或多个模块之间可部分或全部共享所阐述的功能及特征。换句话说，对于所属领域中的普通技术人员来说，在阅读本说明之后将显而易见的是，本文中所阐述的各种特征及功能可在任何给定的应用中实施。此外，各种特征及功能可以各种组合及排列在一个或多个单独的或共享的模块中实施。尽管功能的各种特征或元件可被各别地阐述或宣称为单独的模块，然而所属领域中的普通技术人员将理解，这些特征及功能可在一个或多个共用软件及硬件元件之间共享。
59.通过利用本文中所阐述的实施例，形成了带有具有可变刻蚀深度的区的波导。本实施例的波导的第一个技术优势包括通过消除更耗时及困难的工艺而改善的制造效率。此外，本实施例的光栅结构的第二个技术优势包括提供二维或三维形状，使得波导能够在更大的应用范围内使用。
60.本公开的范围不受本文中所述的具体实施例的限制。事实上，通过以上说明及附图，除本文中所述的实施例以外，本公开的其他各种实施例以及修改形式对所属领域中的普通技术人员来说也将显而易见。因此，此种其他实施例及修改形式旨在落于本公开的范围内。此外，已在本文中在特定实施方式的上下文中在特定环境下出于特定目的阐述了本公开。所属领域中的普通技术人员将认识到有用性并不仅限于此，且本公开可在任意数目的环境下出于任意数目的目的有利地实施。因此，以上阐述的权利要求将根据如在本文中阐述的本公开的整个广度及精神进行解释。