利用陰影掩模實(shí)現(xiàn)可調(diào)梯度圖案化的方法和系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及利用陰影掩模實(shí)現(xiàn)可調(diào)梯度圖案化的方法和系統(tǒng)。一種制造具有變化的衍射元件深度的衍射結(jié)構(gòu)的方法包括提供陰影掩模，該陰影掩模具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域具有第一孔徑尺寸與孔徑周期比，第二區(qū)域具有小于第一孔徑尺寸與孔徑周期比的第二孔徑尺寸與孔徑周期比。該方法還包括鄰近基板定位該陰影掩模。基板包括對(duì)應(yīng)于衍射結(jié)構(gòu)的蝕刻掩模。該方法進(jìn)一步包括：將基板暴露于蝕刻劑；蝕刻基板以形成鄰近第一區(qū)域的具有第一深度的衍射元件；以及蝕刻基板以形成鄰近第二區(qū)域的具有小于第一深度的第二深度的衍射元件。有小于第一深度的第二深度的衍射元件。有小于第一深度的第二深度的衍射元件。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
利用陰影掩模實(shí)現(xiàn)可調(diào)梯度圖案化的方法和系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2018年11月6日、PCT國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2018/059440、中國(guó)國(guó)家階段申請(qǐng)?zhí)枮?01880071255.3、專利技術(shù)名稱為“利用陰影掩模實(shí)現(xiàn)可調(diào)梯度圖案化的方法和系統(tǒng)”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003]本申請(qǐng)主張2017年11月6日提交的序列號(hào)為62/582,082的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的益處和優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容為所有目的通過引用并入本文中。

技術(shù)介紹

[0004]現(xiàn)代計(jì)算和顯示技術(shù)促進(jìn)了所謂的“虛擬現(xiàn)實(shí)”或“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”體驗(yàn)的系統(tǒng)的開發(fā)，其中數(shù)字再現(xiàn)的圖像或其部分以看起來是或可以被感知為真實(shí)的方式呈現(xiàn)給用戶。虛擬現(xiàn)實(shí)或“VR”場(chǎng)景通常涉及呈現(xiàn)數(shù)字或虛擬圖像信息而對(duì)其它實(shí)際的真實(shí)世界視覺輸入不透明，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)“AR”場(chǎng)景通常涉及呈現(xiàn)數(shù)字或虛擬圖像信息作為對(duì)用戶周圍實(shí)際的真實(shí)世界的可視化的增強(qiáng)。
[0005]盡管在這些顯示技術(shù)中已經(jīng)取得了進(jìn)步，但是本領(lǐng)域需要與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(尤其是顯示系統(tǒng))相關(guān)的改進(jìn)方法和系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0006]本公開涉及虛擬現(xiàn)實(shí)以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)成像和可視化系統(tǒng)。本公開一般地涉及與這樣的衍射結(jié)構(gòu)的制造有關(guān)的方法和系統(tǒng)：在所述衍射結(jié)構(gòu)中，衍射元件具有根據(jù)位置變化的深度。可以在用于近眼顯示的基于衍射光柵的波導(dǎo)顯示器的情景中應(yīng)用本文所述的實(shí)施例。在特定實(shí)施例中，利用具有梯度深度分布的光柵來改善場(chǎng)均勻性并增加光耦出(outcoupling)效率。如本文所述，一些實(shí)施例利用陰影掩模和干法蝕刻工藝來制造具有通過控制基板表面上的等離子體密度而實(shí)現(xiàn)的梯度深度分布的光柵。本公開適用于計(jì)算機(jī)視覺和圖像顯示系統(tǒng)中的各種應(yīng)用。
[0007]根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種制造具有變化的衍射元件深度的衍射結(jié)構(gòu)的方法。所述方法包括：提供陰影掩模，所述陰影掩模具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域具有第一孔徑尺寸與孔徑周期比，所述第二區(qū)域具有小于所述第一孔徑尺寸與孔徑周期比的第二孔徑尺寸與孔徑周期比；以及鄰近基板定位所述陰影掩模，其中所述基板包括對(duì)應(yīng)于所述衍射結(jié)構(gòu)的蝕刻掩模。所述方法還包括：將所述基板暴露于蝕刻劑；蝕刻所述基板以形成鄰近所述第一區(qū)域的具有第一深度的衍射元件；以及蝕刻所述基板以形成鄰近所述第二區(qū)域的具有小于所述第一深度的第二深度的衍射元件。
[0008]根據(jù)本專利技術(shù)的另一實(shí)施例，提供了一種制造母基板的方法。所述方法包括提供陰影掩模，所述陰影掩模具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域以在至少第一方向上的第一梯度孔徑尺寸與孔徑周期比表征，所述第二區(qū)域以在至少第二方向上的第二梯度孔徑尺寸與孔徑周期比表征。所述方法還包括提供基板，所述基板具有以衍射特征表征的蝕刻掩模、第一暴露區(qū)域以及第二暴露區(qū)域。所述方法進(jìn)一步包括鄰近所述基板定位所述陰影掩
模。所述第一區(qū)域與所述第一暴露區(qū)域?qū)?zhǔn)，并且所述第二區(qū)域與所述第二暴露區(qū)域?qū)?zhǔn)。此外，所述方法包括：對(duì)所述基板執(zhí)行等離子體蝕刻工藝；蝕刻鄰近所述第一區(qū)域的第一衍射元件。所述第一衍射元件以在所述至少第一方向上的第一梯度深度分布表征。另外，所述方法包括蝕刻鄰近所述第二區(qū)域的第二衍射元件。所述第二衍射元件以在所述至少第二方向上的第二梯度深度分布表征。
[0009]根據(jù)本專利技術(shù)的特定實(shí)施例，提供了一種沉積厚度可變材料的方法。該方法包括提供基板以及提供陰影掩模，所述陰影掩模具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域具有第一孔徑尺寸與孔徑周期比，所述第二區(qū)域具有小于所述第一孔徑尺寸與孔徑周期比的第二孔徑尺寸與孔徑周期比。該方法還包括鄰近基板定位所述陰影掩模，并且對(duì)基板執(zhí)行等離子體沉積工藝以沉積厚度可變材料。鄰近所述第一區(qū)域的層厚度大于鄰近所述第二區(qū)域的層厚度。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，所述基板包括生長(zhǎng)表面，所述生長(zhǎng)表面包括衍射結(jié)構(gòu)，所述衍射結(jié)構(gòu)可以包括衍射光柵。所述厚度可變材料可以包括保形層(conformal layer)。在另一實(shí)施例中，所述陰影掩模包括多個(gè)孔和與所述多個(gè)孔平行的表面，基板包括沉積表面，并且鄰近基板定位陰影掩模包括將所述陰影掩模的表面平行于所述沉積表面放置。所述陰影掩模可以以在兩個(gè)方向上變化的孔徑尺寸與孔徑周期比表征。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，基板包括均勻衍射結(jié)構(gòu)，該均勻衍射結(jié)構(gòu)包括多個(gè)衍射元件，并且厚度可變材料以第一區(qū)域中的第一衍射元件深度和第二區(qū)域中的小于第一衍射元件深度的第二衍射元件深度表征。此外，在另一實(shí)施例中，基板包括均勻衍射結(jié)構(gòu)，該均勻衍射結(jié)構(gòu)包括多個(gè)衍射元件，并且厚度可變材料以第一區(qū)域中的第一衍射元件寬度和第二區(qū)域中的小于第一衍射元件寬度的第二衍射元件寬度表征。
[0011]根據(jù)本專利技術(shù)的另一特定實(shí)施例，提供了一種制造母基板的方法。該方法包括提供陰影掩模，所述陰影掩模具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域以在至少第一方向上的第一梯度孔徑尺寸與孔徑周期比表征，所述第二區(qū)域以在至少第二方向上的第二梯度孔徑尺寸與孔徑周期比表征。該方法還包括提供基板，所述基板具有以衍射特征表征的掩模、第一暴露區(qū)域和第二暴露區(qū)域。該方法還包括鄰近所述基板定位所述陰影掩模。所述第一區(qū)域與所述第一暴露區(qū)域?qū)?zhǔn)，并且所述第二區(qū)域與所述第二暴露區(qū)域?qū)?zhǔn)。此外，該方法包括對(duì)所述基板執(zhí)行等離子體涂覆或沉積工藝中的至少一者，以及涂覆鄰近所述第一區(qū)域的第一衍射元件。第一衍射元件以在所述至少第一方向上的第一梯度深度和第一線寬分布表征。該方法還包括涂覆鄰近所述第二區(qū)域的第二衍射元件。所述第二衍射元件以在所述至少第二方向上的第二梯度深度和第二線寬分布表征。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一梯度深度大于所述第二梯度深度。在另一實(shí)施例中，所述第一線寬分布以第一寬度表征，所述第二線寬分布以小于所述第一寬度的第二寬度表征。
[0013]通過本公開實(shí)現(xiàn)了優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)的許多益處。例如，本專利技術(shù)的實(shí)施例提供了適合于當(dāng)前用于蝕刻的基于等離子體的系統(tǒng)和工具和/或沉積系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)改善的對(duì)等離子體密度/能量的控制，其中包括目標(biāo)表面附近的等離子體密度/能量的受控變化。另外，實(shí)施例改善了當(dāng)前系統(tǒng)的等離子體增強(qiáng)蝕刻或沉積的均勻性，這些當(dāng)前系統(tǒng)包括由于等離子體密度、氣體流動(dòng)等原因而具有各種水平的不均勻性的系統(tǒng)。另外，本專利技術(shù)的實(shí)
施例以降低的系統(tǒng)復(fù)雜性為特征，并降低了接觸式納米光刻和微光刻工藝的漸變圖案模板的制造成本。通過利用易于獲得的材料和系統(tǒng)，本專利技術(shù)的實(shí)施例使得能夠制造可用于以受控方式改變等離子體密度/能量的掩模/模板和材料。另外，實(shí)施例可以產(chǎn)生具有漸變深度的納米/微米結(jié)構(gòu)。通過利用本文所述的陰影掩模，可借助單個(gè)蝕刻步驟來實(shí)現(xiàn)可變深度的結(jié)構(gòu)，從而避免了多次光刻
?
蝕刻處理，從而節(jié)省了時(shí)間和成本。結(jié)合下文和附圖對(duì)本公開的上述以及其它實(shí)施例以及它們的眾多優(yōu)點(diǎn)和特征進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
附圖說明
[0014]圖1A示意性地示出了根據(jù)本文所述的實(shí)施例的可用于向觀看者呈現(xiàn)數(shù)字或虛擬圖像的觀察光學(xué)組件(VOA)中的光路。
[0015]圖1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種沉積厚度可變材料的方法，所述方法包括：提供包括均勻衍射結(jié)構(gòu)的基板，所述均勻衍射結(jié)構(gòu)包括多個(gè)衍射元件；提供陰影掩模，所述陰影掩模具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域具有第一孔徑尺寸與孔徑周期比，所述第二區(qū)域具有小于所述第一孔徑尺寸與孔徑周期比的第二孔徑尺寸與孔徑周期比；鄰近所述基板定位所述陰影掩模；以及對(duì)所述基板執(zhí)行沉積工藝以沉積所述厚度可變材料，其中鄰近所述第一區(qū)域的層厚度大于鄰近所述第二區(qū)域的層厚度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基板包括SiO2。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述均勻衍射結(jié)構(gòu)包括衍射光柵。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述厚度可變材料包括保形層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中：所述陰影掩模包括多個(gè)孔和與所述多個(gè)孔平行的表面；所述基板包括沉積表面；以及鄰近所述基板定位所述陰影掩模包括將所述陰影掩模的所述表面平行于所述沉積表面放置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述陰影掩模以在兩個(gè)方向上變化的孔徑尺寸與孔徑周期比表征。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述厚度可變材料以所述第一區(qū)域中的第一衍射元件深度和所述第二區(qū)域中的小于所述第一衍射元件深度的第二衍射元件深度表征。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述厚度可變材料以所述第一區(qū)域中的第一衍射元件寬度和所述第二區(qū)域中的小于所述第一衍射元件寬度的第二衍射元件寬度表征。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)所述基板執(zhí)行所述沉積工藝包括等離子體沉積工藝。10.一種制造母基板的方法，所述方法包括：提供陰影掩模，所述陰影掩模具有：第一區(qū)域，所述第一區(qū)域以在至少第一方向上的第一梯度孔徑尺寸與孔徑周期比表征；以及第二區(qū)域，所述第二區(qū)域以在至少第二方向上的第二梯度孔徑尺寸與孔徑周期比表征；提供基板，所述基板具有：掩模，所述掩模以衍射特征表征；第一暴露區(qū)域；以及第二暴露區(qū)域；鄰近所述基板定位所述陰影掩模，其中所述第一區(qū)域與所述第一暴露區(qū)域?qū)?zhǔn)并且所述第二區(qū)域與所述第二暴露區(qū)域?qū)?zhǔn)；對(duì)所述基板執(zhí)行等離子體涂覆或沉積工藝；涂覆鄰近所述第一區(qū)域的第一衍射元件，其中所述第一衍射元件以在所述至少第一方向上的第一梯度深度和第一線寬分布表征；以及
涂覆鄰近所述第二區(qū)域的第二衍射元件，其中所述第二衍射元件以在所述至少第二方向上的第二梯度深度和第二線寬分布表征。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一梯度深度大于所述第二梯度深度。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一線寬分布以第一寬度表征，所述第二線寬分布以小于所述第一寬度的第二寬度表征。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中：所述第一區(qū)域進(jìn)一步以在至少與所述第一方向正交的方向上的第三梯度孔徑尺寸與孔徑周期比表征；所述第二區(qū)域進(jìn)一步以在至少與所述第二方向正交的方向上的第四梯度孔徑尺寸與孔徑周期比表征；所述第一衍射元件進(jìn)一步以在與所述第一方向正交的方向上的第三梯度深度分布表征；以及所述第二衍射元件進(jìn)一步以在與所述第二方向正交的方向上的第四梯度深度分布表征。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中：所述第一梯度孔徑尺寸與孔徑周期比等于所述第二梯度孔徑尺寸與孔徑周期比；以及所述第一方向和所述第二方向是相同的方向。15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中：所述第一梯度孔徑尺寸與孔徑周期比由沿所述第一方向的漸變孔徑尺寸和恒定孔徑中心距限定；以及...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊書強(qiáng)，V，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：奇躍公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：