用于波导显示器的具有利用平坦化形成的可变深度的光栅制造技术

制造系统执行蚀刻相容膜在衬底上的沉积。蚀刻相容膜包括第一表面和与第一表面相反的第二表面。制造系统执行对蚀刻相容膜的部分去除，以在第一表面上产生具有相对于衬底的多个深度的表面轮廓。制造系统执行将第二材料沉积在蚀刻相容膜中所产生的轮廓上。制造系统执行第二材料的平坦化，以根据在蚀刻相容膜中产生的轮廓中的多个深度，获得第二材料的多个蚀刻高度。制造系统对沉积在平坦化的第二材料上的光致抗蚀剂执行光刻图案化，以获得在第二材料中的多个蚀刻高度和一个或更多个占空比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于波导显示器的具有利用平坦化形成的可变深度的光栅背景本公开总体上涉及波导显示器，并且具体地涉及制造具有通过使用平坦化材料形成的可变深度和占空比的光栅元件。近眼光场显示器(包括近眼显示器(NED)和电子取景器)将图像直接投射到用户的眼睛中。传统的近眼显示器(NED)通常具有产生图像光的显示元件，该图像光在到达用户的眼睛之前穿过一个或更多个透镜。此外，在增强现实系统中的NED通常需要是紧凑的和重量轻的，并提供具有宽视场的大出射光瞳(exitpupil)以便于使用。然而，由于光栅元件的尺寸和形状的不匹配，用具有期望光学属性的材料来设计传统的NED经常导致用户眼睛接收的图像光的输出耦合率(out-couplingefficiency)非常低。虽然传统的光刻方法可以产生具有可变占空比的光栅元件，但是这种方法不能对光栅的高度进行调节。因此，缺乏一种制造系统来以高产量制造具有可变深度和占空比的光栅元件。概述实施例涉及一种制造用于光波导的光栅的方法。在一些实施例中，用于制造光栅的制造系统包括图案化系统、沉积系统和蚀刻系统。该制造系统对沉积在衬底上的一种或更多种光刻抗蚀剂进行光刻图案化(lithographicpatterning)。制造系统执行以下至少一种的沉积：蚀刻相容膜(etch-compatiblefilm)、金属、光致抗蚀剂或它们的某种组合。在一些实施例中，制造系统执行蚀刻相容膜在衬底上的沉积。制造系统执行对蚀刻相容膜的部分去除，以在第一表面上产生具有相对于衬底的多个不同深度的表面轮廓。制造系统执行第二材料在衬底中所产生的轮廓上的沉积。制造系统执行第二材料的平坦化，以根据在衬底中产生的轮廓中的多个不同深度，获得第二材料的多个蚀刻高度。制造系统执行对沉积在平坦化的第二材料上的光致抗蚀剂的光刻图案化和对第二材料的蚀刻，以获得第二材料中的以下至少一者：多个不同蚀刻高度和一个或更多个占空比。在涉及方法、制造系统和光栅的所附权利要求中具体公开了根据本专利技术的实施例，其中，在一个权利要求类别(例如方法)中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如制造系统、光栅、系统、存储介质和计算机程序产品)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或往回引用仅为了形式原因而被选择。然而，也可以要求保护由对任何前面权利要求的有意往回引用(特别是多项引用)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并可被要求保护，而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合，其中，在权利要求中提到的每个特征可以与在权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以与本文描述或描绘的任何实施例或特征的任何组合或以与所附权利要求的任何特征的任何组合被要求保护。在实施例中，一种方法可以包括：执行蚀刻相容膜在衬底上的沉积，该蚀刻相容膜包括第一表面和与第一表面相反的第二表面；执行对蚀刻相容膜的部分去除，以在第一表面上产生具有相对于衬底的多个不同深度的表面轮廓；执行第二材料在蚀刻相容膜中所产生的轮廓上的沉积；执行第二材料的平坦化，以根据在蚀刻相容膜中所产生的轮廓中的多个不同深度，获得第二材料的多个不同的蚀刻高度；以及对沉积在平坦化的第二材料上的光致抗蚀剂执行光刻图案化，以获得在第二材料中的多个不同的蚀刻高度和一个或更多个占空比。对蚀刻相容膜的部分去除可以基于在第一表面上的一个或更多个位置处对蚀刻相容膜进行蚀刻，以产生表面轮廓。第二材料的平坦化可以基于对第二材料的化学机械抛光，化学机械抛光实现第二材料的目标值的厚度和表面粗糙度。蚀刻相容膜可以包含以下至少一种：环氧树脂、酚醛树脂或其某种组合。多个蚀刻高度可以在几百纳米到几微米的范围内。一个或更多个占空比可以在10％至90％的范围内。蚀刻相容膜可以被部分去除至在几百纳米至几微米范围内的目标厚度。在实施例中，制造系统可以包括：第一沉积系统，该第一沉积系统被配制成执行蚀刻相容膜在衬底上的沉积，该蚀刻相容膜包括第一表面和与第一表面相反的第二表面；第一蚀刻系统，该第一蚀刻系统被配制成执行对蚀刻相容膜的部分去除，以在第一表面上产生具有相对于衬底的多个不同深度的表面轮廓；第二沉积系统，该第二沉积系统被配置成执行第二材料在蚀刻相容膜中产生的轮廓上的沉积；第二蚀刻系统，该第二蚀刻系统被配制成执行第二材料的平坦化，以根据在蚀刻相容膜中所产生的轮廓中的多个不同深度，获得第二材料的多个不同的蚀刻高度；以及图案化系统，该图案化系统被配制成对沉积在平坦化的第二材料上的光致抗蚀剂执行光刻图案化，以获得在第二材料中的多个不同的蚀刻高度和一个或更多个占空比。第一蚀刻系统可以被配置成：基于在第一表面上的一个或更多个位置处对蚀刻相容膜进行蚀刻来执行对蚀刻相容膜的部分去除，以产生表面轮廓。第二蚀刻系统可以被配置成：基于对第二材料的化学机械抛光来执行第二材料的平坦化，该化学机械抛光实现第二材料的目标值的厚度和表面粗糙度。蚀刻相容膜可以包含以下至少一种：环氧树脂、酚醛树脂或其某种组合。多个蚀刻高度可以在几百纳米到几微米的范围内。一个或更多个占空比可以在10％至90％的范围内。蚀刻相容膜可以被部分去除至在几百纳米至几微米范围内的目标厚度。在实施例中，一种光栅，通过可以包括以下步骤的工艺形成：执行蚀刻相容膜在衬底上的沉积，该蚀刻相容膜包括第一表面和与第一表面相反的第二表面；执行对蚀刻相容膜的部分去除，以在第一表面上产生具有相对于衬底的多个不同深度的表面轮廓；执行第二材料在蚀刻相容膜中所产生的轮廓上的沉积；执行第二材料的平坦化，以根据在蚀刻相容膜中所产生的轮廓中的多个不同深度，获得第二材料的多个不同的蚀刻高度；以及对沉积在平坦化的第二材料上的光致抗蚀剂执行光刻图案化，以获得在第二材料中的多个不同的蚀刻高度和一个或更多个占空比。对蚀刻相容膜的部分去除可以基于在第一表面上的一个或更多个位置处对蚀刻相容膜进行蚀刻，以产生表面轮廓。第二材料的平坦化可以基于对第二材料的化学机械抛光，化学机械抛光实现第二材料的目标值的厚度和表面粗糙度。蚀刻相容膜可以包含以下至少一种：环氧树脂、酚醛树脂或其某种组合。多个蚀刻高度可以在几百纳米到几微米的范围内。一个或更多个占空比可以在10％至90％的范围内。在实施例中，一个或更多个计算机可读非暂时性存储介质可以体现软件，该软件在被执行时可操作来执行方法或在任何上面提到的实施例中可操作。在实施例中，一种系统可以包括：一个或更多个处理器；以及耦合到处理器并包括处理器可执行的指令的至少一个存储器，处理器当执行指令时可操作来执行方法或者在任何上面提到的实施例中可操作。在实施例中，优选地包括计算机可读非暂时性存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n执行蚀刻相容膜在衬底上的沉积，所述蚀刻相容膜包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面；/n执行对所述蚀刻相容膜的部分去除，以在所述第一表面上产生具有相对于所述衬底的多个不同深度的表面轮廓；/n执行第二材料在所述蚀刻相容膜中所产生的轮廓上的沉积；/n执行所述第二材料的平坦化，以根据在所述蚀刻相容膜中所产生的所述轮廓中的所述多个不同深度，获得所述第二材料的多个不同的蚀刻高度；以及/n对沉积在平坦化的第二材料上的光致抗蚀剂执行光刻图案化，以获得在所述第二材料中的多个不同的蚀刻高度和一个或更多个占空比。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180423 US 15/960,3141.一种方法，包括：
执行蚀刻相容膜在衬底上的沉积，所述蚀刻相容膜包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面；
执行对所述蚀刻相容膜的部分去除，以在所述第一表面上产生具有相对于所述衬底的多个不同深度的表面轮廓；
执行第二材料在所述蚀刻相容膜中所产生的轮廓上的沉积；
执行所述第二材料的平坦化，以根据在所述蚀刻相容膜中所产生的所述轮廓中的所述多个不同深度，获得所述第二材料的多个不同的蚀刻高度；以及
对沉积在平坦化的第二材料上的光致抗蚀剂执行光刻图案化，以获得在所述第二材料中的多个不同的蚀刻高度和一个或更多个占空比。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述蚀刻相容膜的部分去除基于在所述第一表面上的一个或更多个位置处蚀刻所述蚀刻相容膜，以产生所述表面轮廓。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二材料的平坦化是基于对所述第二材料的化学机械抛光，所述化学机械抛光实现所述第二材料的目标值的厚度和表面粗糙度。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻相容膜包含以下至少一种：环氧树脂、酚醛树脂或其组合。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个蚀刻高度在几百纳米到几微米的范围内。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或更多个占空比在10％至90％的范围内。


7.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻相容膜被部分去除至在几百纳米至几微米范围内的目标厚度。


8.一种制造系统，包括：
第一沉积系统，所述第一沉积系统被配制成执行蚀刻相容膜在衬底上的沉积，所述蚀刻相容膜包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面；
第一蚀刻系统，所述第一蚀刻系统被配制成执行对所述蚀刻相容膜的部分去除，以在所述第一表面上产生具有相对于所述衬底的多个不同深度的表面轮廓；
第二沉积系统，所述第二沉积系统被配置成执行第二材料在所述蚀刻相容膜中所产生的轮廓上的沉积；
第二蚀刻系统，所述第二蚀刻系统被配制成执行所述第二材料的平坦化，以根据在所述蚀刻相容膜中所产生的所述轮廓中的所述多个不同深度，获得所述第二材料的多个不同的蚀刻高度；以及
图案化系统，所述图案化系统被配制成对沉积在平坦化的第二材料上的光致抗蚀剂执行光刻图案化，以获得在所述第二材料中的多个不同的蚀刻高度和一个或更多个占空比。


9.根据权利要求8所述的制造系统，其中，所述第一蚀刻系统被配制成：基于在所述第一表面上的一个或更多个位置处蚀刻所述蚀刻相容膜来执行对所述蚀刻相容膜的部分去除，以产生所述表面轮廓。


10.根据权利要求8所述的制造系统，其中所述第二蚀刻系统被配置成：基于对所述第二材料的化学机械抛光来执行所述第二材料的平坦化，所述化学机械抛光实现所述第二材料的目标值的厚度和表面粗糙度。


11.根据权利要求8所述的制造系统，其中所述蚀刻相容膜包含以下至少一种：环氧树脂、酚醛树脂或其组合。


12.根据权利要求8所述的制造系统，其中所述多个蚀刻高度在几百纳米到几微米的范围内。


13.根据权利要求8所述的制造系统，其中所述一个或更多个占空比在10％至90％的范围内。


14.根据权利要求8所述的制造系统，其中所述蚀刻相容膜被部分去除至在几百纳米至几微米范围内的目标厚度。


15.一种光栅，通过包括以下步骤的工艺形成：
执行蚀刻相容膜在衬底上的沉积，所述蚀刻相容膜包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面；
执行对所述蚀刻相容膜的部分去除，以在所述第一表面上产生具有相对于所述衬底的多个不同深度的表面轮廓；
执行第二材料在所述蚀刻相容膜中所产生的轮廓上的沉积；
执行所述第二材料的平坦化，以根据在所述蚀刻相容膜中所产生的所述轮廓中的所述多个不同深度，获得所述第二材料的多个不同的蚀刻高度；以及
对沉积在平坦化的第二材料上的光致抗蚀剂执行光刻图案化，以获得在所述第二材料中的多个不同的蚀刻高度和一个或更多个占空比。


16.根据权利要求15所述的光栅，其中，对所述蚀刻相容膜的部分去除基于在所述第一表面上的一个或更多个位置处蚀刻所述蚀刻相容膜，以产生所述表面轮廓。


17.根据权利要求15所述的光栅，其中，所述第二材料的平坦化是基于对所述第二材料的化学机械抛光，所述化学机械抛光实现所述第二材料的目标值的厚度和表面粗糙度。


18.根据权利要求15所述的光栅，其中所述蚀刻相容膜包含以下至少一种：环氧树脂、酚醛树脂或其组合。


19.根据权利要求15所述的光栅，其中所述多个蚀刻高度在几百纳米到几微米的范围内。


20.根据权利要求15所述的光栅，其中所述一个或更多...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·E·科尔布恩，朱塞佩·卡拉菲奥雷，马蒂厄·查尔斯·拉乌尔·莱博维奇，尼哈尔·兰詹·莫汉蒂，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US