CN113196453A - 在基板上形成装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容的多个实施方式涉及一种用于在基板上形成装置的系统和方法。例如，一种用于在基板上形成装置的方法可以包括从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第一表面上形成一个或多个装置，以及从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第二表面上形成一个或多个装置。在这些实施方式中，第一表面和第二表面在基板的相对侧上。因此，离子束可以在基板的两侧上形成装置。

Description

在基板上形成装置的方法
背景
技术领域
本公开内容的多个实施方式通常涉及用于在基板上形成装置的方法及系统。
背景技术
虚拟现实(virtual reality)通常被认为是计算机产生的仿真环境，其中用户具有明显的实体存在感。虚拟现实体验可以以3D形式产生，并且以头戴式显示器(head-mounted display；HMD)观看，头戴式显示器(HMD)例如是眼镜或具有作为透镜的近眼显示面板(near-eye display panel)的其他可穿戴式显示设备，以显示替代实际环境的虚拟现实环境。
然而，增强现实(augmented reality)能够实现这样一种体验：其中用户仍然能够通过眼镜或其他HMD装置的显示透镜看，从而观看周围的环境，也可以看为了显示而产生的并且显现为环境的部分的虚拟对象的图像。增强现实可以包括任意类型的输入，例如音频和触觉输入，以及能够强化或增强用户体验的环境的虚拟图像、图形和视频。
虚拟图像被覆盖在周围环境上以对用户提供增强的现实体验。波导用于辅助覆盖图像。产生的光通过波导传播，直到光离开波导并覆盖在周围环境上。光学装置通常需要在同一基板上的具有不同物理特性的多重波导，以便引导不同波长的光。
本领域技术的一个缺点是在同一基板上制造波导是一个耗时的处理。在光刻中需要不同的掩模步骤和方法，以便制造具有不同材料特性的波导。此外，有些传统光刻方法不具有在不同波导中造成改变间距及装置的轮廓的能力。
因此，需要一种制造工艺，以允许在基板的不同部分上形成装置。
发明内容
本公开内容的多个实施方式通常涉及用于在基板上形成装置的方法和系统。
在一个实施方式中，一种用于在基板上形成装置的方法包括以下步骤：从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第一表面上形成一个或多个装置；以及从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第二表面上形成一个或多个装置，其中第一表面和第二表面在基板的相对侧上。
在另一个实施方式中，一种用于在基板上形成装置的系统包括：一个或多个离子束腔室，所述离子束腔室被定位为朝向基板的第一表面投射一个或多个离子束；以及一个或多个离子束腔室，所述离子束腔室被定位为朝向基板的第二表面投射一个或多个离子束，其中第一表面和第二表面在基板的相对侧上。
在另一个实施方式中，一种上面有指令的计算机可读介质当指令由一个或多个处理器执行时，造成系统：从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第一表面上形成一个或多个装置；以及从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第二表面上形成一个或多个装置，其中第一表面和第二表面在所述基板的相对侧上。
附图说明
为了更详细地理解本发明的上述特征，可以通过参考实施方式来对在上面简要概述的本公开内容进行更具体的说明，一些实施方式在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了示例性实施方式，并且因此不应考虑为对范围的限制，并且可以认可其他同样有效的实施方式。
图1A是根据本文所述的至少一个实施方式，有多个透镜设置在基板上的基板的透视主视图；
图1B是根据本文所述的至少一个实施方式的波导合路器(waveguide combiner)的透视主视图；
图2A是根据本文所述的至少一个实施方式的系统的示意图；
图2B是根据本文所述的至少一个实施方式的系统的示意图；
图2C示出根据本文所述的至少一个实施方式的离子束腔室中一个离子束腔室的特写示意图；和
图3是根据本文所述的至少一个实施方式的方法的流程图。
为了促进理解，已经尽可能地使用相同的附图标记代表附图中共有的相同的元件。应考虑一个实施方式的元件和特征可有益地并入其他实施方式中而无须进一步说明。
具体实施方式
在以下说明中，阐述了许多特定细节以提供本公开内容的实施方式的更透彻的理解。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些特定细节中的一个或多个的情况下执行本公开内容的一个或多个实施方式。在其他情况下，并未说明众所周知的特征以便避免混淆本公开内容的一个或多个实施方式。
本公开内容的多个实施方式涉及用于在基板上形成装置的系统和方法。举例而言，一种用于在基板上形成装置的方法可包括从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第一表面上形成一个或多个装置，和从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第二表面上形成一个或多个装置。在这些实施方式中，第一表面和第二表面在基板的相对侧上。因此，离子束可以在基板的两侧上形成装置。
图1A示出了根据至少一个实施方式的基板101的透视主视图。基板101被构造成在光学装置中使用。基板101可以是本领域中使用的任意基板。举例而言，基板101包括半导体材料，例如硅(Si)、锗(Ge)、硅锗(SiGe)和/或III-V族半导体，例如砷化镓(GaAs)。在另一个示例中，基板101包括透明材料，例如玻璃和/或塑料。基板101上可具有任意数量的绝缘层、半导体层或金属层。
如图所示，基板101包括设置在表面104上的多个透镜103。根据基板101的用途，多个透镜103被构造成对光聚焦。多个透镜103以行和列的栅格设置于基板101上。应考虑的是，根据本文所描述的实施方式，可以实现在基板101上设置多个透镜103的其他适合的布置。在本文描述的制作波导合路器的方法之后，多个透镜103的每个透镜包括波导合路器100。
图1B示出了根据一个实施方式，波导合路器100的透视主视图。波导合路器100被构造成引导电磁辐射(例如，光)。如图所示，波导合路器100包括多个区域，每个区域包括多个光栅102。多个光栅102被构造成接收来自微显示器(microdisplay)的具有一强度的入射光束(虚拟图像)。多个光栅102的每个光栅将入射光束分成多个模式，每个光束具有一个模式。零阶模式(zero-order mode,T0)光束被折射回波导合路器100或在波导组合器100中丢失。正的第一阶模式(T1)光束通过波导合路器100直到多个光栅102经历全内部反射(totalinternal-reflection；TIR)。负的第一阶模式(T-1)光束沿着与T1光束相反的方向在波导合路器100中传播。T-1光束通过波导合路器100经历TIR。
图2A-2B示出了根据本文所述的至少一个实施方式的系统200。系统200被构造成以不同角度将离子束206暴露在基板101上，所述基板101可以是柔性基板。如图所示，系统200包括基座202、多个离子束腔室208、扫描仪212和滚动系统(rolling system)216。
基座202保持基板101，使得基板101的表面106暴露给通过一个或多个离子束腔室208产生而被朝向表面106定向的离子束206，其中装置204可为例如光栅102。基座202具有一个或多个孔洞207，以允许一个或多个离子束206穿过且在表面106上形成一个或多个装置204。此外，基板101的表面104暴露给通过一个或多个离子束腔室208产生而被朝向表面106定向的一个或多个离子束206。表面104和表面106两者都暴露给一个或多个离子束206，以在表面104和表面106两者上形成装置204。如图2A-2B所示，表面104和表面106位于基板101的相对侧上。因此，系统200被构造为在基板101的两侧上创建一个或多个装置204。此外，系统200可以包括扫描仪212，所述扫描仪可操作以沿着靠近基板的y方向和x方向中的至少一个方向移动基座202，使得可以在基板101的不同部分上形成一个或多个装置204。
基板101具有可滚动特性和柔性的特性，使得滚动系统216被构造成在离子束206的路径中的基板101的部分，以形成装置204。如图所示，滚动系统216包括多个滚子214和多个滚子致动器215。滚子214旋转基板101的滚动部分218，使得基板的额外部分220可以暴露给一个或多个离子束206。这些滚子致动器215中的每一个滚子致动器215被构造成旋转多个滚子214中的一个滚子，以将基板101的不同部分暴露给一个或多个离子束206。
图2C示出了根据本文所述的至少一个实施方式的离子束腔室208之一的特写示意图。如图所示，离子腔室208包括离子束源203，所述离子束源203被构造成产生离子束206，例如带状束或点状束。在一些实施方式中，离子束腔室208被构造成以相对于基板101的表面的优化的角度引导离子束206，以在基板101的不同部分处形成装置204。成角度的蚀刻系统200也包括具有发光二极管(LED)阵列232的抽取电极(extraction electrode)230。LED阵列232可以包含多个LED，布置成行和列的阵列，使得可以对应于装置204(例如多个光栅101中的一个或多个光栅)在面向离子束206的基板101的表面104上提供温度分布。
系统200进一步包括控制器250，所述控制器250可操作以与离子束腔室208、LED阵列205、扫描仪212、滚子致动器215通信。控制器250可操作成控制系统200的各方面，并且被构造成操作以下所述的方法300。如图所示，控制器250包括中央处理单元(CPU)252、储存器254和支持电路(或I/O)256。CPU 252是任意形式的计算机处理器之一，在工业设定中使用这些计算机处理器以用于控制各种处理和硬件(例如，图案产生器、马达和其他硬件)并监控这些处理(例如，处理时间和基板位置或地点)。储存器254连接至CPU 252，并且是易于获得的储存器中的一种或多种存储器，例如随机存取储存器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘或任意其他形式的数字储存装置，不论是本地的或是远程的。软件指令和数据可以被编码并且储存在储存器254之中，用于指示CPU 252。支持电路254也连接到CPU 252，用于以传统方式支持CPU。支持电路254包括传统高速缓存、电源、时钟电路、输入/输出电路、子系统及类似电路。
图3是根据本文所述的至少一个实施方式的方法300的流程图。在这些实施方式中，用图1-2C中所述的系统和装置执行方法300，但不限于这些系统和装置，并且可以用其他类似的系统和装置执行方法300。
在方块302中，从离子束腔室208中的一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束206，以在基板101的表面104上形成一个或多个装置204。可以相对于基板101的表面104以优化的角度引导一个或多个离子束206中的每一个离子束。在一些实施方式中，基板101为柔性基板，使得滚动系统216可以沿着一个或多个离子束206的路径滚动基板101的表面104的各部分。
在方块304中，从一个或多个离子束腔室208投射一个或多个离子束206，以在基板101的表面106上形成一个或多个装置204。可以相对于基板101的表面106以优化的角度引导一个或多个离子束206中的每一个离子束。在一些实施方式中，滚动系统216可以沿一个或多个离子束206的路径滚动基板101的表面106的各部分。
在这些实施方式中，表面104和表面106位于基板101的相对侧上。因此，离子束206可以在基板101的两侧上形成装置。在一些实施方式中，可以沿着靠近基板101的y方向和x方向中的至少一个方向移动基座202，使得在基板101的不同部分上形成一个或多个装置204。扫描仪212可以起作用以移动基座202，然而也可以通过其他构造移动基座202。
尽管上述内容是针对本发明的实施方式，但可以衍生本发明的其他和进一步实施方式而不会悖离本发明的基本范围，并且本发明的范围由随附的权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种用于在基板上形成装置的方法，所述方法包括以下步骤：
从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第一表面上形成一个或多个装置；和
从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第二表面上形成一个或多个装置，其中所述第一表面和所述第二表面在所述基板的相对侧上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
相对于所述基板的所述第一表面以优化的角度引导所述一个或多个离子束中的每一个离子束；和
相对于所述基板的所述第二表面以优化的角度引导所述一个或多个离子束中的每一个离子束。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板是柔性基板。
4.根据权利要求3所述的方法，所述方法进一步包含以下步骤：
通过滚动系统，沿着所述一个或多个离子束的路径滚动具有所述第一表面和所述第二表面的所述基板的各部分。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述滚动系统包括多个滚子和多个滚子致动器。
6.一种用于在基板上形成装置的系统，所述系统包括：
被定位成朝向基板的第一表面投射一个或多个离子束的一个或多个离子束腔室；和
被定位成朝向基板的第二表面投射一个或多个离子束一个或多个离子束腔室，其中所述第一表面和所述第二表面在所述基板的相对侧上。
7.根据权利要求6所述的系统，其中：
所述一个或多个离子束中的每一个离子束相对于所述基板的所述第一表面以优化的角度被引导；和
所述一个或多个离子束中的每一个离子束相对于所述基板的所述第二表面以优化的角度被引导。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述基板为柔性基板。
9.根据权利要求6所述的系统，进一步包括扫描仪，所述扫描仪被构造成沿着靠近所述基板的y方向和x方向的至少一个方向移动基座，使得所述一个或多个装置形成在所述基板的不同部分上。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述基座是经由扫描仪移动的。
11.一种上面具有指令的计算机可读取介质，所述指令当由一个或多个处理器执行时，造成系统：
从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第一表面上形成一个或多个装置；和
从一个或多个离子束腔室投射一个或多个离子束，以在基板的第二表面上形成一个或多个装置，其中所述第一表面和所述第二表面在所述基板的相对侧上。
12.根据权利要求11所述的计算机可读取介质，其中：
所述一个或多个离子束中的每一个离子束相对于所述基板的所述第一表面以优化的角度被引导；和
一个或多个离子束中的每一个离子束相对于所述基板的所述第二表面以优化的角度被引导。
13.根据权利要求11所述的计算机可读取介质，其中所述基板为柔性基板。
14.根据权利要求13所述的计算机可读取介质，其中所述指令在由一个或多个处理器执行时，进一步造成所述系统：
沿着所述一个或多个离子束的路径滚动具有所述第一表面和所述第二表面的所述基板的各部分。
15.根据权利要求14所述的计算机可读取介质，其中所述滚动系统包括多个滚子和多个滚子致动器。
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