纳米压印光刻中的残余层厚度调制的制作方法

本公开涉及用于制造增强现实和混合现实应用的波导组件的技术。

背景技术：

1、本文中所描述的实施方式涉及制造组件，诸如用于智能眼镜系统中波导的光输入耦合器和输出耦合器。这样的组件可以包括具有连续高度轮廓的衍射光栅。用于这种光栅的常规制造技术包括将高度轮廓近似到指定程度的多级工艺。更好地近似于高度轮廓通常在制造工艺中需要更多的级。在许多情况下，获得给定高度轮廓的足够好的近似在一个工艺中需要许多级，这使得组件的制造耗时且昂贵。

技术实现思路

1、纳米压印光刻工艺提供了在单个步骤中产生高度轮廓的能力，在该工艺中，高度由紫外线固化和从树脂层释放纳米压印模具之后剩余的树脂的残余层的厚度控制。

2、在一个一般方面中，一种纳米压印光刻系统包括具有基座和二元高度光栅结构的纳米压印模具，该二元高度光栅结构在基座的第一部分上具有第一填充因数，并且在基座的第二部分上具有第二填充因数。纳米压印光刻装置还包括其上沉积有树脂层的衬底，该衬底具有对应于纳米压印模具的基座的第一部分的第一部分和对应于纳米压印模具的基座的第一部分的第二部分。纳米压印光刻装置还包括模具嵌入设备，该模具嵌入设备被配置为将纳米压印模具嵌入树脂层中至一定深度，使得模具的二元高度光栅结构的与基座相对的端部和衬底之间的树脂层的厚度大于零。该纳米压印光刻装置还包括紫外线固化设备，该紫外线固化设备被配置为在该模具被嵌入在该树脂层中至所述一定深度时固化该树脂层，以在模具的二元高度光栅结构的与基座相对的端部和衬底之间产生树脂的残余层，该残余层具有设置在该衬底的第一部分上的第一厚度和设置在该衬底的第二部分上的第二厚度。

3、在另一个一般方面，纳米压印光刻系统包括具有基座和二元高度光栅结构的纳米压印模具。纳米压印光刻装置还包括其上沉积有树脂层的衬底，该衬底具有第一部分和第二部分，该树脂层在衬底的第一部分上具有第一填充因数，并且在衬底的第二部分上具有第二填充因数。纳米压印光刻装置还包括模具嵌入设备，该模具嵌入设备被配置为将纳米压印模具嵌入树脂层中至一定深度，使得模具的二元高度光栅结构的与基座相对的端部和衬底之间的树脂层的厚度大于零。该纳米压印光刻装置还包括紫外线固化设备，该紫外线固化设备被配置为在该模具被嵌入在该树脂层中至所述一定深度时固化该树脂，该残余层具有设置在该衬底的该第一部分上的第一厚度和设置在所该衬底第二部分上的第二厚度。

4、在另一个一般方面中，一种方法包括将纳米压印模具嵌入树脂层中至一定深度，使得纳米压印模具的二元高度光栅结构的与基座相对的端部和其上设置有树脂层的衬底之间的树脂层厚度大于零，纳米压印模具具有基座和二元高度光栅结构，该二元高度光栅结构在该基座的第一部分上具有第一填充因数，并且在该基座的第二部分上具有第二填充因数，该衬底具有与该纳米压印模具的该基座第一部分相对应的第一部分和与该纳米压印模具的基座第一部分相对应的第二部分。该方法还包括在模具被嵌入树脂层中至所述一定深度时固化树脂层，以在模具的二元高度光栅结构的与基座相对的端部与衬底之间产生树脂的残余层，该残余层具有设置在该衬底的第一部分上的第一厚度和设置在该衬底的第二部分上的第二厚度。

5、一个或多个实施方式的细节在以下附图和描述中阐述。其他特征将从说明书和附图以及权利要求中显而易见。

技术特征：

1.一种纳米压印光刻系统，包括：

2.根据权利要求1所述的纳米压印光刻系统，进一步包括：

3.根据权利要求2所述的纳米压印光刻系统，其中，所述干式蚀刻设备被配置为以与介电膜的蚀刻选择率相等的蚀刻选择率来蚀刻所述树脂层。

4.根据权利要求1所述的纳米压印光刻系统，其中，所述第一填充因数小于所述第二填充因数，并且所述残余层的所述第一厚度大于所述残余层的所述第二厚度。

5.根据权利要求1所述的纳米压印光刻系统，其中，所述纳米压印模具包括石英。

6.根据权利要求1所述的纳米压印光刻系统，其中，所述纳米压印模具和所述衬底各自包括硅。

7.根据权利要求1所述的纳米压印光刻系统，其中，所述树脂层通过旋涂工艺设置在所述衬底上。

8.一种纳米压印光刻系统，包括：

9.根据权利要求8所述的纳米压印光刻系统，其中，所述树脂层包括设置在所述衬底上的树脂液滴。

10.根据权利要求9所述的纳米压印光刻系统，其中，具有在所述衬底的所述第一部分上的所述第一填充因数的所述树脂层包括具有第一尺寸的液滴，并且具有在所述衬底的所述第二部分上的所述第二填充因数的所述树脂层包括具有第二尺寸的液滴。

11.根据权利要求8所述的纳米压印光刻系统，进一步包括：

12.根据权利要求11所述的纳米压印光刻系统，其中，所述干式蚀刻设备被配置为以与介电膜的蚀刻选择率相等的蚀刻选择率来蚀刻所述树脂层。

13.根据权利要求8所述的纳米压印光刻系统，其中，所述第一填充因数小于所述第二填充因数，并且所述残余层的所述第一厚度大于所述残余层的所述第二厚度。

14.一种方法，包括：

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述树脂层是以与介电膜的蚀刻选择率相同的蚀刻选择率来蚀刻的。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一填充因数小于所述第二填充因数，并且所述残余层的所述第一厚度大于所述残余层的所述第二厚度。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述纳米压印模具包括石英。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述纳米压印模具和所述衬底各自包括硅。

20.根据权利要求14所述的方法，其中，所述树脂层通过旋涂工艺设置在所述衬底上。

技术总结
本公开涉及纳米压印光刻中的残余层厚度调制。提出了一种改进的纳米压印光刻工艺，其中，通过紫外线固化和从树脂层释放纳米压印模具后剩余的树脂的残余层的厚度来控制高度。此外，残余层的厚度可以通过将其图案转移到设置在衬底上的树脂层的纳米压印模具的填充因数来控制，或者通过树脂层中的树脂液滴来控制。

技术研发人员：田路,金薇,托马斯·默西埃
受保护的技术使用者：谷歌有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15