[發(fā)明專利]使用灰調(diào)光刻和傾斜蝕刻的深度調(diào)節(jié)傾斜光柵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980073438.3
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN112970145B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅格·梅耶·蒂默曼·蒂杰森;盧多維克·戈代
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號(hào): H01P11/00
• 分類號(hào): H01P11/00;H01P3/00;G03F7/00
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

披露一種具有光柵結(jié)構(gòu)的設(shè)備和用于形成所述設(shè)備的方法。所述光柵結(jié)構(gòu)包括：使用灰階抗蝕劑和光刻在光柵層中形成楔形結(jié)構(gòu)。多個(gè)通道形成于所述光柵層中，以在所述光柵層中界定傾斜光柵結(jié)構(gòu)。所述楔形結(jié)構(gòu)和所述傾斜光柵結(jié)構(gòu)是通過使用選擇性蝕刻工藝形成的。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容的實(shí)施方式大體涉及一種在顯示設(shè)備中使用的方法和設(shè)備。更詳細(xì)而言，本公開內(nèi)容涉及用于波導(dǎo)件(waveguide)或其他應(yīng)用中的光柵(grating)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

虛擬實(shí)境(virtual reality)通常被視為是計(jì)算機(jī)生成的模擬環(huán)境，在其中使用者有明顯的實(shí)體存在。能夠以3D形式生成虛擬實(shí)境體驗(yàn)，并且使用頭戴式顯示器(HMD)進(jìn)行觀看，所述顯示器諸如眼鏡或其他可穿戴式顯示裝置，這些裝置具有近眼顯示面板作為透鏡，以顯示取代真實(shí)環(huán)境的虛擬實(shí)境環(huán)境。

然而，擴(kuò)增實(shí)境(augmented reality)實(shí)現(xiàn)了這樣的體驗(yàn)：使用者能夠可以通過眼鏡或其他HMD裝置的顯示透鏡，以觀看周圍環(huán)境，而且還看見為了顯示而生成的虛擬物體的影像，且所述影像顯示成環(huán)境的一部分。擴(kuò)增實(shí)境能夠包括任何類型的輸入，諸如聲音和觸覺輸入，以及增強(qiáng)或擴(kuò)增使用者所體驗(yàn)的環(huán)境的虛擬影像、圖形、和影音。作為新興的技術(shù)，擴(kuò)增實(shí)境存在許多挑戰(zhàn)和設(shè)計(jì)上的限制。

一項(xiàng)這樣的挑戰(zhàn)是顯示疊加在周圍環(huán)境上的虛擬影像，所述虛擬影像具有從各使用者的觀看角度來看足夠清晰的影像。例如，如果使用者的眼睛未與顯示的虛擬影像精確對準(zhǔn)，則該使用者可能會(huì)看到變形、不清楚的影像，或者可能無法完整觀看該影像。再者，從非最佳視角來看，該影像可能模糊并且具有低于期望的分辨率。

因此，需要制造擴(kuò)增實(shí)境顯示裝置的改善方法。

發(fā)明內(nèi)容

本公開內(nèi)容大體涉及用于顯示設(shè)備或其他應(yīng)用中的方法和設(shè)備。更詳細(xì)而言，本公開內(nèi)容涉及通過使用灰階(grayscale)光刻產(chǎn)生的波導(dǎo)件中所用的光柵結(jié)構(gòu)。本文的方法也可形成用作納米壓印光刻的母模(master)的波導(dǎo)件結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種波導(dǎo)件結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)具有基板，所述基板上具有光柵層，其中通過灰階光刻在光柵層中形成楔形結(jié)構(gòu)。所述楔形結(jié)構(gòu)具有第一端、第二端、和深度，其中所述深度從第一端至第二端改變。所述波導(dǎo)件結(jié)構(gòu)也具有形成在所述光柵層中的多個(gè)通道，每一通道部分地界定多個(gè)光柵結(jié)構(gòu)的一部分，其中所述多個(gè)光柵結(jié)構(gòu)的深度從所述楔形結(jié)構(gòu)的第一端至所述楔形結(jié)構(gòu)的第二端改變。

在另一實(shí)施方式中，提供一種波導(dǎo)件結(jié)構(gòu)。所述波導(dǎo)件結(jié)構(gòu)包括基板，所述基板上有光柵層。所述波導(dǎo)件結(jié)構(gòu)也包括楔形結(jié)構(gòu)，所述楔形結(jié)構(gòu)形成于所述光柵層中，其中所述楔形結(jié)構(gòu)具有一深度，所述深度至少在第一方向和第二方向上改變而界定三維形狀。所述波導(dǎo)件結(jié)構(gòu)也包括形成在所述光柵層中的多個(gè)通道，每一通道部分地界定多個(gè)光柵結(jié)構(gòu)的一部分，其中所述多個(gè)光柵結(jié)構(gòu)的深度在所述第一方向和所述第二方向上改變，如由所述楔形結(jié)構(gòu)所界定的。

在又一實(shí)施方式中，提供一種形成波導(dǎo)件結(jié)構(gòu)的方法。所述方法包括，使用灰階光刻在光柵層中形成楔形結(jié)構(gòu)。所述方法也包括在所述光柵層之上形成硬掩模和光刻膠堆疊。所述方法進(jìn)一步包括蝕刻所述光刻膠堆疊。所述方法也包括在所述光柵層中形成多個(gè)光柵結(jié)構(gòu)。

附圖說明

可以通過參照其中一些于附圖中圖解的實(shí)施方式來詳細(xì)地理解本公開內(nèi)容的上述特征以及上文簡要概述的本公開內(nèi)容的更具體的描述。然而，應(yīng)注意，附圖僅圖解本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式，因此不應(yīng)被認(rèn)為是對本公開內(nèi)容的范圍的限制，因?yàn)楸竟_內(nèi)容可以允許其他等效的實(shí)施方式。

圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的波導(dǎo)件組合器的透視前視圖。

圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的深度調(diào)節(jié)傾斜光柵的說明圖。

圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的制造波導(dǎo)件結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。

圖4A至圖4H是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的波導(dǎo)件結(jié)構(gòu)的一部分的示意性截面圖。