CN106547043B

CN106547043B - 制造线栅偏振器的方法

Info

Publication number: CN106547043B
Application number: CN201510965053.1A
Authority: CN
Inventors: 郑俊豪; 崔埈赫; 崔大根; 全素姬; 李智惠; 郑朱然; 黄淳炯; 成相根
Original assignee: Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Current assignee: Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2019-03-08
Anticipated expiration: 2035-12-21
Also published as: US20170075051A1; JP6239576B2; EP3144708A1; JP2017058653A; KR101729683B1; US9638851B2; KR20170033106A; CN106547043A; EP3144708B1

Abstract

本发明涉及制造线栅偏振器的方法。制造线栅偏振器的方法包括：制备在一个表面上具有纳米结构主体的印章并且在所述一个表面上采用各向异性的气相沉积形成掩模层；在基质上形成金属膜；将在所述掩模层中的纳米结构主体的上部部分的掩模层转移至所述金属膜上；以及通过采用干法蚀刻移除在所述金属膜中未被所述掩模层覆盖的部分，将所述金属膜图案化为金属线。

Description

制造线栅偏振器的方法

发明背景

(a)发明领域

本发明涉及线栅偏振器。更特别地，本发明涉及制造线栅偏振器的方法，所述方法可以以大面积生产并且可以使用辊印(roll stamp)实现连续过程。

(b)背景技术

线栅偏振器采用基质和具有高长宽比并且被形成在基质上的金属线来形成。金属线被分开并且平行布置。当金属线的布置周期(arrangement cycle)(间距(pitch))完全小于入射光的波长时，在入射光中，平行于金属线的偏振组分被反射，并且垂直于金属线的偏振组分被透射。线栅偏振器使用这样的现象将入射光转化为直线偏振光。

在线栅偏振器中，金属线的间距为约40nm至200nm，每个金属线的宽度为约20nm至100nm，并且每个金属线的高度为约20nm至200nm。金属线由诸如铝、钨或钛的金属制成。

作为制造线栅偏振器的常规方法，诸如曝光技术(exposure technology)和纳米压印技术(nanoimprint technology)的若干技术是众所周知的。然而，曝光技术在昂贵的装置或金属线的宽度的减少方面具有限制，而纳米压印技术可以进行数十纳米的微图案化，但在大量生产上具有困难。

图16是图示使用纳米压印技术制造线栅偏振器的常规方法的示意图。

参考图16，纳米压印技术包括以下过程：在金属膜310上形成由有机材料或有机-无机复合材料制成的掩模层345，采用在其中形成纳米结构主体320的印章(stamp)330压制并硬化掩模层345，将掩模层345图案化为蚀刻掩模340，干法蚀刻金属膜310，以及将金属膜310图案化为金属线315。

在这样的纳米压印技术中，考虑到压制过程的特点，在大面积过程和连续过程中使用辊印控制保留的层是困难的。

例如，因为基质350以大尺寸形成，保留的层(未被图案化但保留的部分)可能通过基质350的表面非均匀性(平坦劣化)而在蚀刻掩模340中出现，并且保留的层346导致金属线315的图案损坏。此外，因为由有机材料制成的蚀刻掩模340在离子蚀刻金属膜310的过程中容易被破坏，所以在改善金属线315的长宽比中存在限制。

在此背景部分中公开的以上信息仅为了增强对本发明的背景的理解，并因此其可包含不形成在此国家中对于本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明概述

已作出本发明以致力于提供一种制造线栅偏振器的方法，该方法具有以下优势：能够准确地图案化以高长宽比的、具有优良的膜特性的金属线，以大面积产生它们，并且使用柔性印章进行连续过程。

本发明的示例性实施方案提供一种制造线栅偏振器的方法，该方法包括：制备在一个表面上具有纳米结构主体的印章并且在所述一个表面上采用各向异性的气相沉积形成掩模层；在基质上形成金属膜；将所述掩模层转移至所述金属膜上；以及通过采用干法蚀刻移除在所述金属膜中未被所述掩模层覆盖的部分，将所述金属膜图案化为金属线。

纳米结构主体可以包括多个突出部分，采用各向异性的气相沉积形成掩模层可以包括通过在平行于所述印章的厚度方向的方向上进行各向异性的气相沉积，在所述多个突出部分的上表面形成掩模层，并且将所述掩模层转移至所述金属膜上可以包括将在所述多个突出部分的上表面形成的所述掩模层转移至所述金属膜上。

采用各向异性的气相沉积形成掩模层可以包括通过在倾斜于所述印章的厚度方向的方向上进行各向异性的气相沉积，在所述多个突出部分中的每个的上表面和一个侧面形成掩模层，并且被转移至所述金属膜上的所述掩模层可以具有恒定的厚度的平坦部分和接触所述平坦部分的一个侧边缘的突出部。

所述掩模层可以在两个不同的方向上被有角度地沉积以被形成在所述多个突出部分中的每个的上表面和两个侧面上，并且被转移至所述金属膜上的所述掩模层还可以包括接触所述平坦部分的另一侧边缘的突出部。

被转移至所述金属膜上的掩模层可以被暴露于蚀刻气体以被蚀刻，直至所述平坦部分被完全移除，并且所述突出部的一部分可以保留以构成最终的掩模层。

掩模层可以包括与所述金属膜的类型不同的类型的无机材料或金属，并且抵着所述金属膜的所述掩模层与所述金属膜的蚀刻气体的蚀刻比率可以是1或更小。

所述掩模层可以采用以下中的任一种的单个膜或其堆叠的层(stacked layer)形成：氧化硅、氮化硅、多晶硅、氧化铝、铝、铜、金、钨、钛和钛-钨。

包含结合底漆的粘合层可以被形成在所述金属膜上，并且掩模层可以被转移至粘合层上。

包括与所述金属膜的类型不同的类型的金属的硬掩模层可以被形成在金属膜上，并且抵着所述金属膜的所述硬掩模层与所述金属膜的蚀刻气体的蚀刻比率可以是1或更小。

掩模层可以包括与所述硬掩模层的类型不同的类型的无机材料或金属，并且抵着所述硬掩模层的所述掩模层与所述硬掩模层的蚀刻气体的蚀刻比率可以是1或更小。

所述掩模层可以被转移至所述硬掩模层上。用金属线将所述金属膜图案化可以包括使用第一蚀刻气体干法蚀刻所述硬掩模层的第一过程和使用第二蚀刻气体干法蚀刻所述金属膜的第二过程。

在所述第二过程中，所述掩模层的全部以及所述硬掩模层的一部分可以通过蚀刻被移除。

包含结合底漆的粘合层可以被形成在所述硬掩模层上，并且掩模层可以被转移至粘合层上。

掩模层可以以具有至少一个掩模材料层和至少两个功能层的多层结构形成，并且所述功能层可以包括接触所述印章的表面的脱模层和在所述掩模材料层上形成的结合加强层(bond reinforcing layer)。所述脱模层可以包括金属，并且所述掩模材料层可以包括与所述脱模层和所述金属膜的类型不同的类型的无机材料或金属。所述结合加强层可以包括与所述金属膜的类型相同的类型的金属。

所述掩模材料层可以被分离成至少两个层，并且所述功能层可以在至少两个被分离的层之间在每个层中形成以包括增强整个掩模层的柔性的至少一个柔性层。

所述印章可以由柔性材料制成，所述掩模层可以在所述基质上朝向所述基质对准，并且所述掩模层可以通过辊子被压制以与所述基质分离。

根据通过本发明制造线栅偏振器的方法，印章可以以大尺寸形成，或者掩模层的转移可以使用柔性印章和辊子的组合、以连续过程来进行，并且因此，线栅偏振器可以以大规模生产被容易地生产。此外，因为具有优良的膜特性的金属膜可以被准确地图案化为具有1或更大的高的长宽比，所以可以生产高品质的线栅偏振器。

附图简述

图1是图示根据本发明的第一示例性实施方案的制造线栅偏振器的方法的工艺流程图。

图2A至2D是图示根据本发明的第一示例性实施方案的线栅偏振器的制造工艺的横截面图。

图3A和3B是图示在图1中的工艺流程图中的第三步的第一示例性变型的横截面图。

图4是图示在图1中的工艺流程图中的第三步的第二示例性变型的横截面图。

图5A至5C是图示根据本发明的第二示例性实施方案的制造线栅偏振器的方法的横截面图。

图6A和6B是图示根据本发明的第三示例性实施方案的制造线栅偏振器的方法的横截面图。

图7A至7C是图示根据本发明的第四示例性实施方案的制造线栅偏振器的方法的横截面图。

图7D是图7B的掩模层的显微照片。

图8A和8B是图示根据本发明的第五示例性实施方案的制造线栅偏振器的方法的横截面图。

图9A至9C是图示根据本发明的第六示例性实施方案的制造线栅偏振器的方法的横截面图。

图10A至10C是图示根据本发明的第七示例性实施方案的制造线栅偏振器的方法的横截面图。

图11A至11C是图示根据本发明的第八示例性实施方案的制造线栅偏振器的方法的横截面图。

图12A至12C是图示根据本发明的第九示例性实施方案的制造线栅偏振器的方法的横截面图。

图13A至13C是图示根据本发明的第十示例性实施方案的制造线栅偏振器的方法的横截面图。

图14A至14D是图示根据本发明的第十一示例性实施方案的制造线栅偏振器的方法的横截面图。

图15A是图示图14A中的掩模层的第一示例性变型的横截面图。

图15B是图示图14A中的掩模层的第二示例性变型的横截面图。

具体实施方式

本发明将在下文中参照附图被更全面地描述，在附图中示出本发明的示例性实施方案。如本领域技术人员将认识的，所描述的实施方案可以以多种不同的方式被修改，全都不偏离本发明的精神或范围。

在整个说明书中，当提及诸如层、膜、区域或板的任何部件被定位在另一部件上时，其意指所述部件直接在所述另一部件上或采用至少一个中间的部件在所述另一部件上方。此外，在说明书中，目标部分的上部部件指示目标部分的上部部件或下部部件，因为其不意指目标部分总是基于重力方向被定位在上面。

此外，在说明书中，除非明确地相反说明，否则词语“包括(comprise)”和诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的变型将被理解为暗示包含陈述的要素但不排除任何其他要素。此外，在附图中，每个要素的尺寸和厚度被任意表示，用于更好的理解和描述的容易，并且本发明不受限于此。

参考图1，制造线栅偏振器的方法包括制备在一个表面上具有纳米结构主体的印章并且在该印章的一个表面上采用各向异性的气相沉积形成掩模层的第一步(S10)，在基质上形成金属膜的第二步(S20)，将纳米结构主体的上部部分的掩模层转移至金属膜上的第三步(S30)，以及通过干法蚀刻将金属膜中未覆盖有掩模层的部分图案化为金属线的第四步(S40)。

参考图2A，在第一步(S10)中，制备在一个表面处具有纳米结构主体110的印章(或模具(mold))120，并且采用各向异性的气相沉积在印章120的一个表面处形成掩模层130。

印章120由诸如聚合物、玻璃和硅的多种材料制成，并且其一个表面用诸如电子束技术、曝光技术和纳米压印技术的图案化技术加工以形成纳米结构主体110。可选择地，印章120可以采用以下的方法产生：复制采用诸如电子束技术、曝光技术和纳米压印技术的图案化技术加工的原模(master)。为了改善掩模层130的脱模性，在印章120的一个表面处，可以通过溶解过程(solution process)或沉积过程形成有机硅化合物例如十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三氯硅烷(FOTS)的自组装的单分子膜或纳米尺度厚度膜。

纳米结构主体110被形成为具有线栅形状的突出部分115。突出部分115具有相同的高度和相同的宽度，通过恒定的距离分离，并且平行布置。

突出部分115的宽度可以与将被产生的线栅偏振器的金属线的宽度相同或者比其更小，并且在突出部分115之间的间隙可以与在将被产生的金属线之间的间隙相同或比其更大。例如，突出部分115的宽度可以是约20nm至100nm，并且突出部分115的间距(布置周期)可以是约40nm至200nm。

印章120被注入到气相沉积设备中，并且在印章120的其中形成纳米结构主体110的一个表面处，采用各向异性的气相沉积形成掩模层130。各向异性的气相沉积是其中沉积方向被控制在一个特定方向的沉积技术，并且在第一示例性实施方案中，掩模层130的沉积方向(由虚线箭头指示)与印章120的厚度方向(图2A的竖直方向)一致。因此，掩模层130被沉积为在突出部分115的上表面和在突出部分115之间的凹面处具有恒定的厚度。

在第四步(S40)，掩模层130作为用于图案化金属膜的蚀刻掩模起作用。因此，掩模层130由与第二步(S20)中的金属膜的材料不同的材料制成，并且由具有比在第四步(S40)蚀刻金属膜的蚀刻气体的反应性更低的反应性的材料制成。这里，低反应性意指，抵着所述金属膜的掩模层130与金属膜的蚀刻气体的蚀刻比率是1或更小。

此外，掩模层130由在其中各向异性的真空应用是可适用的材料制成，并且优选地由无机材料或金属制成。例如，掩模层130可以采用以下中的任一种的单个膜或其堆叠的层形成：氧化硅、氮化硅、多晶硅、氧化铝、铝、铜、金、钨、钛和钛-钨。

当第二步(S20)的金属膜是铝时，掩模层130由对于铝的蚀刻气体而言满足前述蚀刻比率的金属或无机材料制成，并且可以由，例如，氧化硅制成。

参考图2B，在第二步(S20)中，金属膜150被形成在基质140上，并且在印章120的掩模层130中，纳米结构主体110的上部部分的掩模层130在第三步(S30)中被转移至金属膜150上。

基质140可以由诸如玻璃、水晶和聚合物的多种材料制成。金属膜150可以包括多种金属例如铝、钨、钛或钛-钨，并且在基质140的前表面处，可以采用化学气相沉积(CVD)形成金属膜150。采用CVD形成的金属膜150具有比采用物理气相沉积(PVD)形成的金属膜的膜特性好得多的膜特性。

在第二步(S20)中，可以在金属膜150上形成粘合层160。粘合层160可以采用诸如n-(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)乙二胺的结合底漆来形成，并且在第三步(S30)中实现增强掩模层130与金属膜150的粘着力的功能。粘合层160可以按需要被省略。

在第三步(S30)中，印章120在基质140上对准使得其一个表面在掩模层130面向基质140时被沉积并且印章120朝向基质140下降以及向上升起。纳米结构主体110的上部部分的掩模层130通过印章120的下降而紧密地接触粘合层160，并且与将被转移至粘合层160上的升起的印章120分离。

在此情况下，对整个下降的印章120施加均匀的压力以使掩模层130能够良好地接触基质140的上部部分，并且为了加强粘合层160的结合性质，可以施加另外的压力或热量或者可以辐射紫外线。被转移的掩模层130的宽度可以与印章120的突出部分115的宽度相同或比其更大，并且在掩模层130之间的间隙可以与在突出部分115之间的间隙相同或比其更小。

参考图2C，在第四步(S40)中，金属膜150通过干法蚀刻被图案化为金属线155。特别地，在其中转移掩模层130的基质140被注入至干法蚀刻设备中，并且在金属膜150中，未覆盖有掩模层130的部分通过蚀刻气体被移除。因为干法蚀刻是其中在一个方向上进行蚀刻的各向异性的蚀刻，所以不同于湿法蚀刻，在干法蚀刻后，金属膜150可以被蚀刻为具有高的长宽比。

此外，因为掩模层130由硬无机材料或金属而不是诸如聚合树脂的有机材料制成，所以，在离子蚀刻金属膜150的过程中，掩模层130被蚀刻气体较少地物理破坏。因此，金属线155可以被准确地图案化，并且完成的金属线155可以具有1或更大的高的长宽比。

由诸如聚合树脂的有机材料制成的掩模层在离子蚀刻过程中容易被破坏。当掩模层被破坏时，金属膜的非意图的部分暴露于蚀刻气体并且因此金属线不能被准确地图案化成意图的形状。此外，金属线可能不被形成为具有高的长宽比。

完成的线栅偏振器200包括基质140和在基质140上形成的金属线155，并且金属线155中的每个可以具有1或更大的高的长宽比。粘合层160和掩模层130不被移除而是保留在金属线155上以构成线栅偏振器200。

可选择地，掩模层130和粘合层160被移除并且因此仅金属线155可以保留在基质140上。图2D中的线栅偏振器200a被形成为具有基质140和金属线155。

前述第一示例性实施方案的制造方法具有以下特性：其采用各向异性的气相沉积在印章120中形成包括无机材料或金属的掩模层130，将掩模层130转移至金属膜150上，以及使用转移的掩模层130干法蚀刻金属膜150。

与参照图16描述的常规的纳米压印技术相比，在第一示例性实施方案的掩模层中，不存在未被图案化而是保留的部分的保留的层。特别地，因为第一示例性实施方案的掩模层130通过压制不变形，所以即使基质140和印章120被形成为具有大尺寸，保留的层也不出现并且因此可以防止由保留的层对金属线155的图案损坏。

因为基质140被形成为具有大尺寸，掩模层130的转移品质可能被基质140的表面非均匀性稍微劣化(平坦劣化)，但是当印章120由诸如聚合物膜的柔性材料制成时，此类问题可以被解决。也就是说，因为由柔性材料制成的印章120容易通过外部压力沿着金属膜150的表面而变形，所以掩模层130的转移品质可以被改善。

根据第一示例性实施方案的制造方法，通过形成具有大尺寸的印章120或通过产生作为辊印的印章120，掩模层130的转移可以以连续过程实现，从而容易以大规模生产来生产线栅偏振器200。此外，因为具有优良的膜特性的金属膜150可以被准确地图案化为具有1或更大的高的长宽比，所以可以生产高品质的线栅偏振器200。

图3A和3B是图示在图1的工艺流程图中的第三步的第一示例性变型的横截面图。

参考图3A和图3B，印章120由诸如聚合物膜的柔性材料制成，并且纳米结构主体110和掩模层130在基质140上朝向基质140被对准。此后，在辊子R在印章120上移动时，辊子R压制印章120和掩模层130以使掩模层130与金属膜150紧密地接触。在预定时间过去之后，当印章120与基质140分离时，掩模层130被转移至金属膜150上。

在转移过程中，在通过辊子R压制掩模层130之后可以对掩模层130施加热量，并且当在一段时间过去之后分离印章120时，可以改善掩模层130与金属膜150的粘着力。

图4是图示在图1的工艺流程图中的第三步的第二示例性变型的横截面图。

参考图4，印章120由诸如聚合物膜的柔性材料制成，并且纳米结构主体110和掩模层130被装载为在辊子R的表面朝向外部。被印章120缠绕的辊子R以预定速度在基质140上旋转，并且当在印章120中沉积的掩模层130穿过辊子R的下端时，掩模层130在被辊子R压制时紧密地接触金属膜150并且被转移至金属膜150上。

如上所述，当使用柔性印章120和辊子R时，掩模层130可以在大的基质140上快速形成。

参考图5A，在第一步(S10)中，在印章120的其中形成纳米结构主体110的一个表面处，采用各向异性的气相沉积形成掩模层130a，并且在此情况下，通过应用倾斜印章120的方法，掩模层130的材料被有角度地沉积。因此，掩模层130a在突出部分115的上表面和突出部分115的一个侧面处形成。在此情况下，有角度的沉积意指，沉积方向与印章120的厚度方向(图5A的竖直方向)不一致并且具有预定的倾斜角。

当掩模层130a的沉积方向与印章120的厚度方向一致时，即使在突出部分的侧面，也可以沉积少量的掩模层材料。当厚厚地形成掩模层130a时，如果掩模层130a的沉积方向与印章120的厚度方向一致，则掩模层130a可以在突出部分的上表面、突出部分的两个侧面、以及突出部分之间的凹面的全部中形成。

也就是说，掩模层130a可以在印章120的其中形成纳米结构主体110的一个表面的全部上形成。在此情况下，当掩模层130a被转移至金属层上时，不仅突出部分的上表面的掩模层被转移，而且印章120的一个表面的全部掩模层可以被转移至金属层上。

当厚厚地形成掩模层130a时，掩模层130a可以被有角度地沉积，如图5A中所示。因此，因为掩模层130a在突出部分115的上表面和突出部分115的一个侧面处形成，所以多个掩模层130a可以被分别形成。也就是说，当应用有角度的沉积时，可以防止掩模层在印章120的整个表面上形成。

参考图5B和图5C，第二步(S20)、第三步(S30)和第四步(S40)与前述的第一示例性实施方案的第二步(S20)、第三步(S30)和第四步(S40)相同。然而，在第三步(S30)中被转移的掩模层130a包括具有恒定的厚度的平坦部分131和接触平坦部分131的一个侧边缘的楔形的突出部132。在第四步(S40)之后，粘合层160和掩模层130a可以被移除，并且当粘合层160和掩模层130a不被移除而是保留时，粘合层160和掩模层130a可以连同金属线155一起构成线栅偏振器。

参考图6A，第一步(S10)和第二步(S20)与前述第二示例性实施方案的第一步(S10)和第二步(S20)相同，并且在第三步(S30)中，被转移至金属膜150上的掩模层130a包括具有恒定的厚度的平坦部分131和接触平坦部分131的一个侧边缘的楔形的突出部132。此后，掩模层130a被暴露于蚀刻气体以被蚀刻，直至平坦部分131被完全移除。

因为突出部132具有比平坦部分131的厚度更大的厚度，所以在掩模层130a的蚀刻过程中，即使平坦部分131被全部移除，突出部132的一部分也保留。因此，最终的掩模层130b具有向上突出的楔形形状并且可以具有很小的宽度。

参考图6B，在第四步(S40)中，在金属膜150中，未覆盖有掩模层130b的部分通过蚀刻气体被移除以被图案化为金属线155。在第四步(S40)之后，粘合层160和掩模层130b可以被移除，并且当粘合层160和掩模层130b不被移除而是保留时，粘合层160和掩模层130b可以连同金属线155一起构成线栅偏振器。

采用第三示例性实施方案的方法完成的金属线155具有比采用第一和第二示例性实施方案的方法完成的金属线的线宽度小得多的线宽度。根据第三示例性实施方案的制造方法，金属线155的宽度可以被有效地减少并且因此金属线155的长宽比可以被有效地改善。

参考图7A，在第一步(S10)中，在印章120的其中形成纳米结构主体110的一个表面处，采用各向异性的气相沉积形成掩模层130c。在此情况下，第一步(S10)包括具有不同的沉积方向的第一有角度的沉积过程和第二有角度的沉积过程。例如，通过使印章120在一个方向上倾斜，掩模层130c可以被有角度地沉积，并且通过使印章120在相反的方向上倾斜，掩模层130c可以被有角度地沉积。

在第一有角度的沉积过程中，掩模层130c的材料被有角度地从印章120的一侧(图7A的右侧)沉积。因此，掩模层130c在突出部分115的上表面和突出部分115的一个侧面(图7A的右侧面)处形成。在第二有角度的沉积过程中，掩模层130c的材料被有角度地从印章120的另一侧(图7A的左侧)沉积。因此，掩模层130c在突出部分115的上表面和突出部分115的另一个侧面(图7A的左侧面)处形成。

结果，掩模层130c在突出部分115的上表面和突出部分115的两个侧面处形成，并且掩模层未在突出部分115之间的凹面处形成。当厚厚地形成掩模层130c时，如图7A中所示，可以进行在相反的沉积方向上的两次有角度的沉积。因此，通过分别形成多个掩模层130c，可以防止掩模层在印章120的整个一个表面上形成。

参考图7B和图7C，第二步(S20)、第三步(S30)和第四步(S40)与前述的第一示例性实施方案的第二步(S20)、第三步(S30)和第四步(S40)相同。然而，在第三步(S30)中被转移的掩模层130c包括恒定的厚度的平坦部分131和接触平坦部分131的两侧的边缘的楔形的突出部132。在第四步(S40)之后，粘合层160和掩模层130c可以被移除，并且当粘合层160和掩模层130c不被移除而是保留时，粘合层160和掩模层130c可以连同金属线155一起构成线栅偏振器。图7D图示了在第三步(S30)中被转移至金属膜150上的掩模层130c的显微照片。

参考图8A，第一步(S10)和第二步(S20)与前述第四示例性实施方案的第一步(S10)和第二步(S20)相同，并且在第三步(S30)中，被转移至金属膜150上的掩模层130c包括具有恒定的厚度的平坦部分131和接触平坦部分131的两侧的边缘的楔形的突出部132。此后，掩模层130c被暴露于其蚀刻气体以被蚀刻，直至平坦部分131被完全移除。

因为突出部132具有比平坦部分131的厚度更大的厚度，所以在掩模层130c的蚀刻过程中，即使平坦部分131被全部移除，突出部132的一部分也保留。因此，最终的掩模层130d具有向上突出的楔形形状并且可以具有很小的宽度。在此情况下，最终的掩模层130d的数目是被转移的初始的掩模层130c的数目的两倍。

参考图8B，在第四步(S40)中，未覆盖有掩模层130d的金属膜150的一部分通过蚀刻气体被移除以被图案化为金属线155。在第四步(S40)之后，粘合层160和掩模层130d可以被移除，并且当粘合层160和掩模层130d不被移除而是保留时，粘合层160和掩模层130d可以连同金属线155一起构成线栅偏振器。

采用第五示例性实施方案的方法完成的金属线155具有比采用第四示例性实施方案的方法完成的金属线的线宽度小得多的线宽度，并且具有采用第四示例性实施方案的方法完成的金属线的两倍多的金属线。也就是说，采用第五示例性实施方案的方法完成的金属线155的间距可以比采用第四示例性实施方案的方法完成的金属线的间距减少约两倍。根据第五示例性实施方案的制造方法，金属线155的宽度和间距可以被有效地减少并且金属线155的长宽比可以被有效地改善。

参考图9A，在基质140上形成金属膜150的第二步(S20)中，在金属膜150上进一步形成硬掩模层170。硬掩模层170可以位于金属膜150与粘合层160之间。

金属膜150可以包括钨、钛或钨-钛。在此情况下，当掩模层130由诸如氧化硅、氮化硅或多晶硅的无机材料制成时，掩模层130可以在第四步(S40)中通过金属膜150的蚀刻气体被蚀刻。也就是说，前述无机材料呈现对金属膜150的蚀刻气体的高反应性。

硬掩模层170由对金属膜150的蚀刻气体具有低反应性的材料制成，并且可以包括与金属膜150的类型不同的类型的金属。这里，低反应性意指，抵着所述金属膜150的硬掩模层170与金属膜150的蚀刻气体的蚀刻比率是1或更小。

例如，当金属膜150包括钨、钛或钨-钛时，硬掩模层170可以包括铝。因为硬掩模层170位于金属膜150上，所以掩模层130可以由对金属膜150的蚀刻气体具有高蚀刻反应性的材料制成。

参考图9B和图9C，第四步(S40)包括使用第一蚀刻气体干法蚀刻硬掩模层170的第一过程(图9B)和使用第二蚀刻气体干法蚀刻金属膜150的第二过程(图9C)。

在第一过程中，在硬掩模层170中，未覆盖有掩模层130的部分通过蚀刻被移除并且被蚀刻直至金属膜150的表面被暴露。在此情况下，抵着硬掩模层170的掩模层130与第一蚀刻气体的蚀刻比率是1或更小。

在第二过程中，在金属膜150中，未覆盖有硬掩模层170的部分通过蚀刻被移除，并且金属膜150被图案化为金属线155。在第二过程中，掩模层130通过第二蚀刻气体被移除，但因为硬掩模层170保留在金属膜150上，所以硬掩模层170作为蚀刻掩模操作。

在第二过程中，硬掩模层170的一部分可以通过第二蚀刻气体蚀刻，但是直至金属线155被蚀刻以具有预期的长宽比(例如，直至基质140的表面被暴露)，硬掩模层170保留。为此，考虑到硬掩模层170和金属膜150与第二蚀刻气体的蚀刻比率，硬掩模层170可以以合适的厚度形成。

在第六示例性实施方案的制造方法中，第一步和第三步与第一示例性实施方案的第一步和第三步相同并且因此其详细描述将被省略。采用第六示例性实施方案的方法完成的线栅偏振器200b包括基质140、在基质140上形成的金属线155、和在金属线155的上表面形成的硬掩模层170。因为硬掩模层170由金属制成，所以硬掩模层170作为线栅偏振器200b的金属线起作用。

因此，在第六示例性实施方案的线栅偏振器200b中，实际上实现偏振功能的金属线采用由第一金属形成的下层部分(原始的金属线)以及由第二金属形成的上层部分(硬掩模层)来形成，并且由于这样的二层结构(second floor structure)，可以具有比第一示例性实施方案的金属线的长宽比更高的长宽比。

参考图10A至图10C，在第一步(S10)，掩模层130a被有角度地沉积，并且在第三步(S30)，被转移至硬掩模层170上的掩模层130a包括具有恒定的厚度的平坦部分131和接触平坦部分131的一个侧边缘的楔形的突出部132。在第一步(S10)中，掩模层130a的有角度的沉积方法与前述第二示例性实施方案的有角度的沉积方法相同，并且第二步至第四步(S20)、(S30)和(S40)与前述第六示例性实施方案的第二步至第四步(S20)、(S30)和(S40)相同并且因此其详细描述将被省略。

参考图11A，在第一步(S10)中，掩模层130a被有角度地沉积，并且在第三步(S30)中，被转移至硬掩模层170上的掩模层130a包括具有恒定的厚度的平坦部分131和接触平坦部分131的一个侧边缘的楔形的突出部132。此后，掩模层130a被暴露于其蚀刻气体以被蚀刻，直至平坦部分131被完全移除。最终的掩模层130b具有向上突出的楔形形状并且可以具有很小的宽度。

参考图11B和图11C，在第四步(S40)中，硬掩模层170和金属膜150被图案化为具有与掩模层130b的宽度相同的宽度。在第八示例性实施方案的制造方法中，除了移除掩模层130a的平坦部分131的过程之外的余下的过程与前述第七示例性实施方案的过程相同。

参考图12A至图12C，在第一步(S10)中，掩模层130c以相反的方向被有角度地沉积两次，并且在第三步(S30)中，被转移至硬掩模层170上的掩模层130c包括具有恒定的厚度的平坦部分131和接触平坦部分131的两侧的边缘的楔形的突出部132。在第一步(S10)中，掩模层130c的有角度的沉积方法与前述第四示例性实施方案的有角度的沉积方法相同，并且第二步至第四步(S20)、(S30)和(S40)与前述第六示例性实施方案的第二步至第四步(S20)、(S30)和(S40)相同并且因此其详细描述将被省略。

参考图13A，在第一步(S10)中，掩模层130c以相反的方向被有角度地沉积两次，并且在第三步(S30)中，被转移至硬掩模层170上的掩模层130c包括具有恒定的厚度的平坦部分131和接触平坦部分131的两侧的边缘的楔形的突出部132。此后，掩模层130c被暴露于其蚀刻气体以被蚀刻，直至平坦部分131被完全移除。最终的掩模层130d具有向上突出的楔形形状并且可以具有很小的宽度。

参考图13B和图13C，在第四步(S40)中，硬掩模层170和金属膜150被图案化为具有与掩模层130d的宽度相同的宽度。在第十示例性实施方案的制造方法中，除了移除掩模层130c的平坦部分131的过程之外的余下的过程与前述第九示例性实施方案的过程相同。根据第十示例性实施方案的制造方法，金属线155的宽度和间距可以被有效地减少并且金属线155的长宽比可以被有效地改善。

被用于前述第二示例性实施方案至第十示例性实施方案的印章120可以是硬印章或柔性印章，并且当印章120是柔性印章时，印章120可以使用辊子将掩模层130、130a和130c转移至金属膜150或硬掩模层170上。

参考图14A，在第一步(S10)中，在印章120的一个表面处形成的掩模层130e采用具有不同类型的材料的多层来形成。

具体地，掩模层130e包括接触印章120的表面的脱模层135、在脱模层135上形成并且基本上作为蚀刻掩模起作用的掩模材料层136、以及在掩模材料层136上形成的结合加强层137。脱模层135、掩模材料层136和结合加强层137中的全部都采用各向异性的气相沉积来形成。

在第三步(S30)中，当将掩模层130e转移至金属膜150上时，脱模层135实现增强掩模层130e对印章120的脱模(分离)性能的功能。脱模层135可以由诸如铝的金属制成，或者掩模材料层136可以由与脱模层135的类型不同的类型的无机材料或金属制成。

结合加强层137实现增强掩模材料层136对金属膜150的粘着力的功能。结合加强层137可以由与在基质140上的金属膜150的金属相同的金属制成，或者可以由在具有与金属膜150的类型不同的类型的金属中的、与金属膜150的粘着力优良的金属制成。

参考图14B和图14C，在第三步(S30)中，掩模层130e被转移至金属膜150上。在此情况下，脱模层135可以不被转移而是保留在印章120的突出部分115上(图14B)，或者可以连同掩模材料层136和结合加强层137一起被转移至金属膜150上(图14C)。在两种情况下，掩模材料层136通过结合加强层137被牢固地固定在金属膜150上。

在此情况下，当结合加强层137由与金属膜150的金属相同的金属制成时，金属膜150与掩模层130e的室温结合是可得的。因此，在转移过程中，用于改善掩模层130e的结合能力(bonding power)的温度升高过程可以被省略。

参考图14D，在第四步(S40)中，在金属膜150中，未覆盖有掩模材料层136的部分通过蚀刻气体被移除，并且金属膜150被图案化为具有高的长宽比的金属线155。金属线155的上部部分的掩模材料层136可以被移除，或者当金属线155的上部部分的掩模材料层136不被移除而是保留时，掩模材料层136可以连同金属线155一起构成线栅偏振器200c。

以此方式，在第十一示例性实施方案的制造方法中，采用包括多个功能层的多层来形成掩模层130e。在此情况下，功能层包括改善掩模材料层136的脱模性能的脱模层135和改善掩模材料层136对金属膜150的粘着力的结合加强层137。

在第十一示例性实施方案的制造方法中，掩模材料层136从印章120的脱模(分离)可以使用脱模层135顺利地进行，并且因此可以改善掩模材料层136的转移品质。此外，通过使用结合加强层137增强掩模材料层136对金属膜150的粘着力，在生产过程中，掩模材料层136的分离或剥离被防止并且因此金属线155的图案化品质可以被改善。

在第十一示例性实施方案的制造方法中，第二步(S20)、第三步(S30)和第四步(S40)与前述的第一示例性实施方案至第十示例性实施方案中的任一个的第二步(S20)、第三步(S30)和第四步(S40)相同。此外，被用于第十一示例性实施方案的印章120可以是硬印章或柔性印章，并且当印章120是柔性印章时，在转移步骤中，印章120可以使用辊子。

图15A是图示图14A中的掩模层的第一示例性变型的横截面图。

参考图15A，掩模层130f包括接触印章的表面的脱模层135、在脱模层135上形成的第一掩模材料层136a、在第一掩模材料层136a上形成的柔性层138、在柔性层138上形成的第二掩模材料层136b、以及在第二掩模材料层136b上形成的结合加强层137。

脱模层135、第一掩模材料层136a、柔性层138、第二掩模材料层136b、和结合加强层137中的全部都采用各向异性的气相沉积来形成。

第一和第二掩模材料层136a和136b基本上作为蚀刻掩模起作用，并且可以由与脱模层135的类型不同的类型的无机材料或金属制成。通过改善整个掩模层130f的柔性，柔性层138能够大面积图案化。例如，柔性层138可以由具有优良的柔性的金属，例如铝制成。

包括无机材料的掩模层不具有高柔性，并且掩模材料层136a和136b被分离成两个，并且因为柔性层138位于被分离为两个的掩模材料层136a与136b之间，所以第一示例性变型的掩模层130f具有完全改善的柔性。因此，掩模层130f可以被非常有利地应用于柔性印章，并且通过以大尺寸形成基质和印章，可以实现大面积图案化。

图15B是图示图14A中的掩模层的第二示例性变型的横截面图。

参考图15B，掩模层130g包括接触印章120的表面的脱模层135、以及在脱模层135上顺次地成层的第一掩模材料层136a、第一柔性层138a、第二掩模材料层136b、第二柔性层138b、第三掩模材料层136c和结合加强层137。

脱模层135、第一掩模材料层136a、第一柔性层138a、第二掩模材料层136b、第二柔性层138b、第三掩模材料层136c、和结合加强层137中的全部都采用各向异性的气相沉积来形成。

第一至第三掩模材料层136a、136b和136c基本上作为蚀刻掩模起作用，并且可以由与脱模层135的类型不同的类型的无机材料或金属制成。通过改善整个掩模层130g的柔性，第一和第二柔性层138a和138b能够大面积图案化。例如，第一和第二柔性层138a和138b可以由具有优良的柔性的金属，例如铝制成。

第二示例性变型的掩模层130g具有完全改善的柔性，并且因此掩模层130g可以被非常有利地应用于柔性印章，并且通过以大尺寸形成基质和印章，可以实现大面积图案化。在前述的掩模层130f和130g中，掩模材料层和柔性层的数目不限于图15A和图15B的实例。

虽然已关于当前被视为实际的示例性实施方案的内容描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施方案，而是相反地，意图覆盖被包括在所附权利要求的精神和范围内的不同的修改和等效的布置。

<符号描述>

110：纳米结构主体 115：突出部分

120：印章

130、130a、130b：130c、130d、130e、130f、130g：掩模层

131：平坦部分 132：突出部

135：脱模层 137：结合加强层

136：掩模材料层 138：柔性层

140：基质 150：金属膜

155：金属线

200、200a、200b、200c：线栅偏振器

Claims

1.一种制造线栅偏振器的方法，所述方法包括：

制备在一个表面上具有纳米结构主体的印章并且在所述一个表面上采用各向异性的气相沉积形成掩模层；

在基质上形成金属膜；

将所述掩模层转移至所述金属膜上；以及

通过采用干法蚀刻移除在所述金属膜中未被所述掩模层覆盖的部分，将所述金属膜图案化为金属线，

其中所述纳米结构主体包括多个突出部分，

采用各向异性的气相沉积形成掩模层包括通过在倾斜于所述印章的厚度方向的方向上进行各向异性的气相沉积，在所述多个突出部分中的每个的上表面和一个侧面形成掩模层，并且

被转移至所述金属膜上的所述掩模层包括具有恒定的厚度的平坦部分和接触所述平坦部分的一个侧边缘的突出部。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述掩模层在两个不同的方向上被有角度地沉积以被形成在所述多个突出部分中的每个的上表面和两个侧面上，并且

被转移至所述金属膜上的所述掩模层还包括接触所述平坦部分的另一侧边缘的突出部。

3.如权利要求1所述的方法，其中被转移至所述金属膜上的所述掩模层被暴露于蚀刻气体以被蚀刻，直至所述平坦部分被完全移除，并且

所述突出部的一部分保留以构成最终的掩模层。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述掩模层包括与所述金属膜的类型不同的类型的无机材料或金属，并且

抵着所述金属膜的所述掩模层与所述金属膜的蚀刻气体的蚀刻比率是1或更小。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述掩模层采用以下中的任一种的单个膜或其堆叠的层形成：氧化硅、氮化硅、多晶硅、氧化铝、铝、铜、金、钨、钛和钛-钨。

6.如权利要求1所述的方法，其中包含结合底漆的粘合层被形成在所述金属膜上，并且

所述掩模层被转移至所述粘合层上。

7.如权利要求1所述的方法，其中包含与所述金属膜的类型不同的类型的金属的硬掩模层被形成在所述金属膜上，并且

抵着所述金属膜的所述硬掩模层与所述金属膜的蚀刻气体的蚀刻比率是1或更小。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述掩模层包括与所述硬掩模层的类型不同的类型的无机材料或金属，并且

抵着所述硬掩模层的所述掩模层与所述硬掩模层的蚀刻气体的蚀刻比率是1或更小。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述掩模层被转移至所述硬掩模层上，并且

将所述金属膜图案化为金属线包括使用第一蚀刻气体干法蚀刻所述硬掩模层的第一过程和使用第二蚀刻气体干法蚀刻所述金属膜的第二过程。

10.如权利要求7所述的方法，其中包含结合底漆的粘合层被形成在所述硬掩模层上，并且

所述掩模层被转移至所述粘合层上。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述掩模层以具有至少一个掩模材料层和至少两个功能层的多层结构形成，并且

所述功能层包括接触所述印章的表面的脱模层和被形成在所述掩模材料层上的结合加强层。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述脱模层包括金属，

所述掩模材料层包括与所述脱模层和所述金属膜的类型不同的类型的无机材料或金属，并且

所述结合加强层包括与所述金属膜的类型相同的类型的金属。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述掩模材料层被分离成至少两个层，并且

所述功能层在至少两个被分离的层之间在每个层中形成以包括增强整个掩模层的柔性的至少一个柔性层。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述印章由柔性材料制成，所述掩模层在所述基质上朝向所述基质对准，并且所述掩模层通过辊子被压制以与所述基质分离。