用于制造闪耀光栅的方法与流程

本公开涉及衍射光栅。特定地，本公开涉及闪耀光栅。

背景技术：

1、普通的表面浮雕(surface-relief)衍射光栅，即所谓的二元光栅，包括多个凸脊和凹槽，其中凸脊的顶部和凹槽的底部彼此平行地延伸。存在用于制造这类二元光栅的众所周知的制造过程。在这类二元光栅的情况下，法向入射光被衍射，使得在负衍射级和正衍射级两者中产生相等的衍射效率。此效应是由二元光栅横截面轮廓的镜像对称性引起的。

2、在许多应用中，例如，在许多基于波导的显示结构中，优先朝向一个或多个特定衍射级的衍射可能是期望的，而衍射到其它衍射级中可被视为光损耗。为了将光优先导向特定的衍射级，必须使用具有非镜像对称的横截面轮廓的光栅。这类非对称光栅的一个实例是具有三角形或锯齿形横截面轮廓的所谓的闪耀光栅。

3、通常，使用基于灰度光刻的过程来制造闪耀光栅。尽管这类过程已经被改进以产出具有可接受特性的光栅，但是由于典型的灰度光刻抗蚀剂的低对比度，使用灰度光刻产生的闪耀光栅的特征(尤其是顶点)通常是相对圆形的。这种与理想闪耀轮廓的偏离可能会降低使用灰度光刻产生的闪耀光栅的衍射效率和/或增加由这类光栅引起的光学散射。

4、鉴于上述情况，可能希望开发与闪耀光栅相关的新解决方案。

技术实现思路

1、提供概述是为了以简化的形式介绍一些概念，将在下面的详细描述中进一步描述这些概念。此概述不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

2、在本说明书中，提供一种用于制造闪耀光栅的方法，所述闪耀光栅包括凸脊，所述凸脊具有面向闪耀刻面方向的闪耀刻面和面向防闪耀刻面方向的防闪耀刻面，所述闪耀刻面方向与防闪耀刻面方向沿着光栅横截平面延伸。所述方法包括提供衬底和位于所述衬底上的图案化掩模层；对所述衬底执行初级干蚀刻，使得初级离子朝向初级蚀刻方向加速以撞击所述衬底，以及对所述衬底执行次级干蚀刻，使得次级离子朝向次级蚀刻方向加速以撞击所述衬底。

3、初级蚀刻方向在光栅横截平面上的初级投影和次级蚀刻方向在光栅横截平面上的次级投影分别垂直于闪耀刻面方向和防闪耀刻面方向中的一者和另一者延伸，且朝向在所述光栅横截平面上的投影垂直于闪耀刻面方向的方向被加速的(初级离子和次级离子的)离子被准直以形成用于蚀刻衬底的经准直的离子束。

4、附图简单说明

5、从下面参考附图阅读的详细描述中可以更好地理解本公开，在附图中：

6、图1说明用于制造闪耀光栅的方法，

7、图2a、2b、2c、2d和2e描绘用于制造闪耀光栅的方法的一系列后续阶段，

8、图3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g和3h示出用于制造闪耀光栅的另一方法的一系列后续阶段，以及

9、图4a、4b、4c、4d、4e和4f说明用于制造闪耀光栅的又一方法的一系列后续阶段。

10、除非有相反的具体说明，否则前述附图的任何附图可能都不按比例绘制，这使得所述附图中的任何元件相对于所述附图中的其它元件可能以不准确的比例绘制，以便强调所述附图的实施例的某些结构方面。

11、使用相同的附图标记来指代附图中呈现的实施例的对应的(例如相同或相似的)元件。为了强调所述附图的实施例的某些结构方面，前述附图中的对应元件在所述附图中可以彼此不成比例。

技术特征：

1.一种用于制造闪耀光栅的方法(100)，所述闪耀光栅包括凸脊，所述凸脊具有面向闪耀刻面方向的闪耀刻面和面向防闪耀刻面方向的防闪耀刻面，所述闪耀刻面方向与所述防闪耀刻面方向沿着光栅横截平面延伸，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中所述执行初级干蚀刻(120)的过程包括形成在所述衬底(124)中沿所述初级蚀刻方向延伸的凹槽，所述方法(100)包括将第一材料沉积到所述凹槽(130)中以形成填隙特征部，且所述执行次级干蚀刻(150)的过程包括利用所述填隙特征部作为蚀刻止挡部(154)。

3.根据权利要求2所述的方法(100)，其中所述方法(100)包括在所述执行次级干蚀刻(150)的过程之前暴露所述衬底的凸脊部分(140)。

4.根据权利要求2或3所述的方法(100)，其中所述将第一材料沉积到所述凹槽(130)中的过程包括原子层沉积(131)步骤。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中所述衬底与所述掩模层之间的界面沿着基础平面延伸，且所述初级投影或所述次级投影垂直于所述基础平面延伸。

6.根据权利要求5所述的方法(100)，其中所述初级蚀刻方向或所述次级蚀刻方向垂直于所述基础平面延伸。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(100)，其中所述衬底与所述掩模层之间的界面沿着基础平面延伸，且所述初级投影和所述次级投影相对于所述基础平面倾斜延伸。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中所述提供衬底和图案化掩模层的步骤(110)的过程包括在布置于所述衬底上的涂层中提供多个细长通孔的步骤(111)以形成所述掩模层，所述多个细长通孔垂直于所述光栅横截平面延伸。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中在初级蚀刻条件下，所述初级离子表现出与所述掩模层的第一初级化学反应性和与所述衬底的高于所述第一初级化学反应性的第二初级化学反应性，并且/或者在次级蚀刻条件下，所述次级离子表现出与所述掩模层的第一次级化学反应性和与所述衬底的高于所述第一次级化学反应性的第二次级化学反应性。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中所述闪耀光栅被形成到波导的面上以用于将光耦合到所述波导中和/或将光从所述波导中耦合出来。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述闪耀光栅被形成到纳米压印印章的接触面上。

技术总结
本公开涉及一种用于制造闪耀光栅的方法(100)。所述方法(100)包括提供衬底和位于所述衬底上的图案化掩模层的步骤(110)；对所述衬底执行初级干蚀刻(120)，使得初级离子朝向初级蚀刻方向加速以撞击所述衬底，以及对所述衬底执行次级干蚀刻(150)，使得次级离子朝向次级蚀刻方向加速以撞击所述衬底。所述初级蚀刻方向在所述光栅横截平面上的初级投影和所述次级蚀刻方向在所述光栅横截平面上的次级投影分别垂直于所述闪耀刻面方向和所述防闪耀刻面方向中的一者和另一者延伸，且朝向在所述光栅横截平面上的投影垂直于所述闪耀刻面方向的方向被加速的离子被准直以形成用于蚀刻所述衬底的经准直的离子束。

技术研发人员：伊斯莫·瓦尔蒂艾宁
受保护的技术使用者：迪斯帕列斯有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22