本公開(kāi)涉及光學(xué)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、工具(例如，模具)可以用于將多級(jí)圖案壓印(imprint)到基底上的層中，在該層中將要形成光學(xué)元件。例如，這樣的工具可以用作大規(guī)模生產(chǎn)制造過(guò)程的一部分。在一些情況下，光學(xué)元件的制造可以在晶圓級(jí)(wafer-level)處進(jìn)行，其中使用相同工具并行地形成數(shù)十個(gè)、數(shù)百個(gè)或甚至數(shù)千個(gè)光學(xué)元件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)描述了多級(jí)光學(xué)結(jié)構(gòu)和制作這種多級(jí)光學(xué)結(jié)構(gòu)的方法。技術(shù)包括使用具有多級(jí)結(jié)構(gòu)化表面的工具，該多級(jí)結(jié)構(gòu)化表面例如與光學(xué)元件的像素布局設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，并且通過(guò)壓印被轉(zhuǎn)移至基底上的壓印材料。然后可以進(jìn)行各種蝕刻操作，以使所壓印的圖案被轉(zhuǎn)移到基底中的光學(xué)子層中。

2、在一個(gè)方面中，例如，本公開(kāi)描述了一種方法，包括：將工具的多級(jí)結(jié)構(gòu)化表面壓印到被布置在基底上的壓印材料中，以使得所述壓印材料被壓印有與所述工具的所述多級(jí)結(jié)構(gòu)化表面相對(duì)應(yīng)的多級(jí)結(jié)構(gòu)。所述基底包括被布置在支承體上的子層。所述子層被一個(gè)在另一個(gè)之上地布置并且包括所述支承體上的光學(xué)子層、所述光學(xué)子層上的第一硬掩模子層、所述第一硬掩模子層上的間隔子層、以及所述間隔子層上的第二硬掩模子層。該方法還包括隨后進(jìn)行蝕刻操作，以使所壓印的多級(jí)結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)移到所述基底的所述光學(xué)子層中。

3、一些實(shí)現(xiàn)方式包括以下特征中的一個(gè)或多于一個(gè)特征。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，工具的多級(jí)結(jié)構(gòu)化表面與光學(xué)元件的像素布局設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)。例如，光學(xué)元件可以包括超構(gòu)(meta)光學(xué)元件的衍射光學(xué)元件中至少之一。

4、在一些實(shí)現(xiàn)方式中，光學(xué)子層由非晶硅、晶體硅、氮化硅、氧化鈦、氧化鋅鋁、氧化鈮(例如，nbo、nbo2或nb2o5)或氧化鋅構(gòu)成。例如，支承體可以由玻璃構(gòu)成。在一些情況下，硬掩模子層各自由金屬構(gòu)成。例如，硬掩模子層中至少之一可以由鉻、鋁或鈦構(gòu)成。在一些情況下，間隔子層由二氧化硅構(gòu)成。在一些情況下，壓印材料是抗蝕劑。

5、在一些實(shí)現(xiàn)方式中，蝕刻操作各自是選擇性蝕刻。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，進(jìn)行蝕刻操作包括順次進(jìn)行以下蝕刻：第一蝕刻，用于去除所述壓印材料的殘留層；第二蝕刻，用于去除所述第二硬掩模子層的暴露部分；第三蝕刻，用于去除所述間隔子層的暴露部分；第四蝕刻，用于去除所述第一硬掩模子層的暴露部分；第五蝕刻，用于至少部分地去除所述光學(xué)子層的暴露部分；第六蝕刻，用于去除所述壓印材料的剩余部分和所述間隔子層的暴露部分；第七蝕刻，用于去除所述第二硬掩模子層的剩余部分和所述第一硬掩模子層的暴露部分；第八蝕刻，用于去除所述光學(xué)子層的暴露部分；第九蝕刻，用于去除所述間隔子層的剩余部分；以及第十蝕刻，用于去除所述第一硬掩模子層的剩余部分。

6、在一些情況下，通過(guò)納米壓印光刻(nanoimprint?lithography)將工具的多級(jí)結(jié)構(gòu)化表面壓印到壓印材料中。在一些情況下，第三蝕刻也降低壓印材料的高度。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，蝕刻操作中至少之一是電感耦合等離子體(icp)蝕刻。

7、在一些實(shí)現(xiàn)方式中，被壓印到壓印材料中并轉(zhuǎn)移到基底的光學(xué)子層中的多級(jí)結(jié)構(gòu)包括至少三個(gè)不同的級(jí)。

8、一些實(shí)現(xiàn)方式可以提供各種優(yōu)點(diǎn)。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，通過(guò)僅使用單次壓印的處理將工具的多級(jí)結(jié)構(gòu)化表面轉(zhuǎn)移到基底的光學(xué)子層。

9、根據(jù)以下詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求書，其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的。

技術(shù)特征：

1.一種方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光學(xué)子層由非晶硅、多晶硅或者晶體硅構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光學(xué)子層由氮化硅、氧化鈦、氧化鋅、碳化硅、氧化鋅鋁、氧化鈮或者氮化鎵構(gòu)成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述硬掩模子層各自由金屬構(gòu)成。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述硬掩模子層中至少之一由鉻構(gòu)成。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述硬掩模子層中至少之一由鋁或者鈦構(gòu)成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述間隔子層由二氧化硅或者氮化硅構(gòu)成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述多個(gè)蝕刻操作各自是選擇性蝕刻。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述壓印材料包括抗蝕劑。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光學(xué)子層由硅構(gòu)成，所述第一硬掩模子層和所述第二硬掩模子層各自由鉻構(gòu)成，所述間隔子層由二氧化硅構(gòu)成，并且所述壓印材料是抗蝕劑。

11.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的方法，其中，進(jìn)行多個(gè)蝕刻操作包括順次地進(jìn)行以下蝕刻：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第三蝕刻還降低所述壓印材料的高度。

13.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述多個(gè)蝕刻操作中至少之一是電感耦合等離子體蝕刻即icp蝕刻。

14.根據(jù)權(quán)利要求1～13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)納米壓印光刻將所述工具的所述多級(jí)結(jié)構(gòu)化表面壓印到所述壓印材料中。

15.根據(jù)權(quán)利要求1～14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述工具的所述多級(jí)結(jié)構(gòu)化表面與光學(xué)元件的像素布局設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述光學(xué)元件包括超構(gòu)光學(xué)元件的衍射光學(xué)元件中至少之一。

17.根據(jù)權(quán)利要求1～16中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述支承體由玻璃構(gòu)成。

18.根據(jù)權(quán)利要求1～17中任一項(xiàng)所述的方法，其中，被壓印到所述壓印材料中并轉(zhuǎn)移到所述基底的所述光學(xué)子層中的所述多級(jí)結(jié)構(gòu)包括至少三個(gè)不同的級(jí)。

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)描述了光學(xué)結(jié)構(gòu)和用于制造該光學(xué)結(jié)構(gòu)的方法。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，方法包括將工具的多級(jí)結(jié)構(gòu)化表面壓印到被布置在基底上的壓印材料中，以使得所述壓印材料被壓印有與工具的多級(jí)結(jié)構(gòu)化表面相對(duì)應(yīng)的多級(jí)結(jié)構(gòu)?；装ū徊贾迷谥С畜w上的子層，并且子層被一個(gè)在另一個(gè)之上地布置并且包括支承體上的光學(xué)子層、光學(xué)子層上的第一硬掩模子層、第一硬掩模子層上的間隔子層、以及間隔子層上的第二硬掩模子層。隨后進(jìn)行蝕刻操作，以使所壓印的多級(jí)結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)移到基底的光學(xué)子層中。

技術(shù)研發(fā)人員：M·扎爾克沃斯基
受保護(hù)的技術(shù)使用者：尼爾技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26