一种从材料表面向内形成三维特征的方法包括：提供包括出口的液滴分配器，该液滴分配器被构造为分配其中具有反应物的液体材料的离散液滴，该反应物能够与液滴所接触的材料层的部分反应并且由此移除该部分；提供被构造为在其上支撑材料的支撑件，支撑件及液滴分配器相对于彼此是可移动，使得液滴分配器的出口可定位在材料表面的不同离散区域上方；以及将材料表面定位于液滴分配器下方，并且将液滴分配到材料表面的期望区域中的离散部分，以移除期望区域中的材料的至少一部分并且由此从材料表面向内形成三维凹陷。表面向内形成三维凹陷。表面向内形成三维凹陷。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】为衍射光学制造2D楔形和局部封装的方法
[0001]本公开内容大体涉及从材料表面向内的多维特征的选择性湿式蚀刻，更特定地涉及将材料移除化学物质的个别液滴分配到材料表面的离散部分，以在其受控的、离散的区域中在其中形成多维凹陷特征。
技术介绍
[0002]从材料层表面向内延伸的三维特征在多种应用中可用，例如用于在光学器件的表面中形成2D楔形以产生衍射光学器件(例如包括波导组合器及平坦光学器件)、以及其他应用。在一些情况下，这些特征在光学器件中产生以允许输入耦合器、输出耦合器、或上述两者允许光进入或离开光学器件的光学层。需要使用湿式移除化学物质(诸如湿式蚀刻剂)在器件之间更精确地定位具有可重复几何轮廓的这些特征，而不需要处理基板以在其上形成蚀刻掩模。
技术实现思路
[0003]在一个方面中，一种从材料表面向内形成三维特征的方法包括：提供包括出口的液滴分配器，该液滴分配器被构造为分配其中具有反应物的液体材料的离散液滴，该反应物能够与液滴所接触的材料层的部分反应并且由此移除这些部分；提供被构造为在其上支撑材料的支撑件，支撑件及液滴分配器相对于彼此是可移动的，使得液滴分配器的出口在材料表面的不同离散区域上方是可定位的；以及将材料表面定位于液滴分配器下方，并且将液滴分配到其期望区域中的材料表面的离散部分，以移除期望区域中的材料的至少一部分并且由此从材料表面向内形成三维凹陷。
[0004]在另一方面中，一种在材料层上形成图案化的光刻胶的方法包括：提供包括出口的液滴分配器，该液滴分配器被构造为从其分配液体材料的离散液滴；提供被构造为在其上支撑材料层的支撑件，支撑件及液滴分配器相对于彼此是可移动的，使得液滴分配器的出口在材料表面的不同离散区域上方是可定位的；提供能够以液滴形式从液滴分配器分配的第一液体，第一液体包含光刻胶聚合物；提供第二液体，第二液体包含敏化剂，当敏化剂与聚合物混合时，该敏化剂改变聚合物对电磁能的反应性；以及将材料表面定位于液滴分配器下方，并且将液滴分配到第一液体的离散部分进而到材料层的整个表面，并且仅将第二液体的液滴分配在材料层的期望的离散区域上，以在材料层的期望的离散区域中混合第一液体及第二液体。
附图说明
[0005]图1A是具有光学层及封装层的光学器件的剖视图。
[0006]图1B是具有光学层及在其中形成有2D楔形的封装层的光学器件的剖视图。
[0007]图1C是具有光学层及在其中形成有2D楔形的封装层的图1B的光学器件的等角视图。
[0008]图2图示了用于在光学器件上制造2D楔形(例如，图1B及图1C的2D楔形)的方法的流程图。
[0009]图3A是其上具有光学层的光学器件的剖视图。
[0010]图3B是具有光学层及形成在光学层上方的光刻胶层的光学器件的剖视图。
[0011]图3C是具有光学层及在其中形成有2D特征的光刻胶层的光学器件的剖视图。
[0012]图4图示了用于制造图3C的在其中形成有2D特征的光刻胶层的方法的流程图。
[0013]图5A是具有光学层及其上方的光刻胶层的光学器件的剖视图。
[0014]图5B是具有光学层及在其中形成有2D楔形的光刻胶层的光学器件的剖视图。
[0015]图5C是具有转移到其光学层中的图5B的2D楔形的光学器件的剖视图。
[0016]图5D是其上具有光学部件的光学器件的剖视图。
[0017]图5E是图5D的光学器件的剖视图，其中2D楔形的图案被转移到下层的光学层中。
[0018]图6A图示了用于在光学器件中制造2D楔形的方法的流程图。
[0019]图6B图示了用于在光学器件中制造2D楔形的方法的流程图。
[0020]图7A是具有光学层及封装层的光学器件的剖视图。
[0021]图7B是具有光学层及封装层的光学器件的剖视图，其中开口穿过封装层形成。
[0022]图8图示了用于在图7A及图7B的光学器件的封装层中蚀刻开口的方法的流程图。
[0023]图9A是具有光学层及封装层的光学器件的剖视图，其中在封装层上形成的膜层中具有厚度异常。
[0024]图9B是具有光学层及封装层的光学器件的剖视图，该封装层上的异常被移除。
[0025]图10图示了用于校正光学器件的材料层上的异常的方法的流程图。
[0026]图11是喷墨蚀刻装置的等角视图。
[0027]图12A是具有光学层及形成在其上的封装层的光学器件的剖视图。
[0028]图12B是具有光学层及在其上形成有1D楔形的封装层的光学器件的剖视图。
[0029]图12C是图12B的光学器件的等角视图。
[0030]图13是图示了用于在光学器件的材料层上蚀刻1D楔形的方法的流程图。
具体实施方式
[0031]首先参见图1A、图1B及图1C，图示了光学器件10的示意性侧面剖视图及等角视图，光学器件10在其封装层中形成有2D楔形11(图1B、图1C)并且可用作在虚拟现实成像及其他应用中使用的波导。封装层12光学层19上方延伸并且覆盖光学层19，出于以下目的提供光学层19：穿过其输入耦合器15接收光，允许光通过光学层19并且通过其输出耦合器16从光学器件向外传递，所有这些元件整体地形成在基板14上。此光学器件10包括在输出耦合器16上方的区域中的封装层12中的2D楔形11，在此处，该2D楔形使用喷墨湿式蚀刻装置1100(图1)分配蚀刻剂，来从图1A的封装层12选择性局部地移除材料，从而在输出耦合器16上方局部形成从其外表面向内延伸的如图1B所示的2D楔形来形成。2D楔形11通过以下操作在封装层12中形成：蚀刻楔形轮廓11a，并且在输出耦合器16正上方的区域中保留楔形11作为封装层12的可变厚度区域，使得存在相对厚的封装层12以覆盖光学层19，以在光学层19的位于输入耦合器15与输出耦合器16之间的区域中在光学层19与介电层12的界面处产生近似全内反射的条件，并且通过在封装层12的覆盖输出耦合器16的一部分中或作为该部分形成
2D楔形11的较薄锥形特征来修改器件的透射性质及折射性质。
[0032]为了形成2D楔形11，将如图1A所示的在其基板14上支撑的光学层19上方具有均匀厚度的封装层12的光学器件10安装到图11的喷墨蚀刻装置1100的可移动平台1114。如图11所示，喷墨蚀刻装置1100包括在其基座1112上支撑并且相对于基座1112在X方向上是可移动的工作台1102、及至少一个喷墨类型分配器1104，此处为四个分配器1104a
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1104d，每个分配器被构造为从其分配液体材料的液滴1106，并且每个分配器具有在面向工作台1102的液滴分配开口1110a
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1110d处终止的出口喷嘴1108a
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1108d。平台1114可旋转地耦接到工作台1102，诸如通过连接到工作台1102中的步进器或伺服马达(未图示)的轴件(未图示)，并且平台1114由此在图11本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从材料的表面向内形成三维特征的方法，包含以下步骤：提供包括出口的液滴分配器，所述液滴分配器被构造分配其中具有反应物的液体材料的离散液滴，所述反应物能够接触所述液滴接触的所述材料层的部分并且由此移除所述液滴接触的所述材料层的部分；提供支撑件，所述支撑件被构造为在其上支撑所述材料，所述支撑件及所述液滴分配器相对于是可彼此移动的，使得所述液滴分配器的所述出口在所述材料的所述表面的不同离散区域上方是可定位的；以及将所述材料的所述表面定位于所述液滴分配器下方，并且将液滴分配到在所述材料的所述表面的期望区域中的离散部分，以移除所述期望区域中的所述材料的至少一部分并且由此从所述材料的所述表面向内形成三维凹陷。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：将所述液体材料的不同量的液滴分配到所述期望区域的不同部分。3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述期望区域的整个跨度上，在正形成的所述三维特征较深的区域中所分配的所述液滴的数量较多。4.根据权利要求1所述的方法，其中从所述液滴分配器分配的液体材料的所述液滴具有均匀浓度的所述反应物；液体的所述液滴在整个所述期望区域上方分配，并且在一定时间跨度内将淬火化学物质在施加到所述期望区域，所述期望区域的、其中要移除较大量的材料的部分比所述期望区域的、其中要移除较少量的材料的部分更晚地接收蚀刻剂。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述液体液滴具有相同浓度的所述反应物。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：将其中具有不同浓度的所述反应物的液体液滴提供到所述期望区域的不同离散部分。7.根据权利要求6所述的方法，其中将其中具有较大浓度的所述反应物的液滴分配到所述区域的、其中正形成的所述三维特征较深的离散部分，并且将其中具有较低浓度的所述反应物的液滴分配到所述区域的、其中正形成的所述三维特征比所述区域的较深部分更浅的离散部分。8.根据权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：将具有不同体积的液体液滴提供到所述期望区域的不同离散部分。9.根据权利要求8所述的方法，其中具有不同体积的所述液滴在其中具有相同浓度的所述反应物。10.根据权利要求8所述的方法，其中将具有较大体积的所述液滴分配到所述区域的、其中正形成的所述三维特征较深的离散部分，并且将具有较低体积的液滴分配到所述区域的、其中正形成的所述三维特征比所述区域的较深部分更浅的离散部分。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述材料的所述表面是异常特征，进一步包含以下步骤：分配液体液滴以从所述异常特征的所述表面向内形成三维特征。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述材料设置在下层第二材料上方，并且所述第一材料在所述区域中被移除，以暴露所述下层第二材料的所述下层表面。13.一种其中具有三维特征的材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭津睿，卢多维克，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：
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