JP2019531508A5

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Publication number: JP2019531508A5
Application number: JP2019518084A
Authority: JP
Filing date: 2017-10-03
Publication date: 2020-11-12
Anticipated expiration: 2037-10-03

Description

１つ以上の開示される実装の詳細が、付随する図面および下記の説明に記載される。他の特徴、側面および利点も、説明、図面、および請求項から明白となるであろう。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
不均一構造を加工する方法であって、前記方法は、
異なる密度のイオンを基板の対応する面積の中に注入することと、
前記基板上にレジスト層をパターン化することと、
次いで、前記基板を前記パターン化されたレジスト層を用いてエッチングし、前記面積内に注入された前記異なる密度のイオンと関連付けられる不均一特性を有する少なくとも１つの不均一構造を伴って前記基板を残すことと
を含む、方法。
（項目２）
前記基板から前記レジスト層を除去することをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記不均一構造を有する前記基板を型として使用して、ナノインプリントリソグラフィによって、対応する不均一構造を加工することをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記不均一構造は、不均一格子を備える、項目２に記載の方法。
（項目５）
前記格子は、前記異なる密度のイオンに対応する不均一深度を伴うバイナリ格子を備える、項目４に記載の方法。
（項目６）
前記格子は、前記異なる密度のイオンに対応する不均一深度を伴うブレーズド格子を備える、項目４に記載の方法。
（項目７）
異なる密度のイオンを基板の対応する面積の中に注入することは、
第１の方向に沿って、第１の密度のイオンを少なくとも１つの標的面積の中に注入することと、
第２の異なる方向に沿って、第２の密度のイオンを前記標的面積の中に注入することであって、前記第１の方向と第２の方向との間の角度は、０度より大きく、かつ１８０度未満である、ことと
を含む、項目１に記載の方法。
（項目８）
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
ある方向に沿ってイオン源と前記基板との間のシャッタを移動させることであって、前記異なる密度のイオンを有する前記注入された面積は、前記ある方向に沿う、こと
を含む、項目１に記載の方法。
（項目９）
前記シャッタは、前記異なる密度に対応するイオン暴露プロファイルに従って移動される、項目８に記載の方法。
（項目１０）
前記シャッタは、イオンが通過することを阻止するように構成される中実パネルである、項目８に記載の方法。
（項目１１）
前記シャッタは、イオンが前記イオン源から前記基板に伝搬することを可能にする複数の貫通孔を画定する、項目８に記載の方法。
（項目１２）
前記シャッタを移動させることは、
第１の速度で、第１のスポットを横断して、前記基板内の第１の標的面積の上で前記シャッタを移動させ、イオンが前記貫通孔を通して前記第１の標的面積の上に通過することを可能にする、ことと、
第２の速度で、前記第１のスポットから第２の順次スポットに前記シャッタを移動させることであって、前記第２の順次スポットは、前記基板内の第２の標的面積の上にあり、前記第２の速度は、前記第１の速度より速い、ことと、
前記第１の速度で、前記第２の順次スポットを横断して前記シャッタを移動させ、イオンが前記貫通孔を通して前記第２の標的面積の上に通過することを可能にすることと
を含む、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記シャッタを移動させることは、
前記基板内の第１の標的面積の上の第１のスポットに前記シャッタを移動させることと、
前記第１のスポットにおいてある期間にわたって前記シャッタを停止させ、ある量のイオンが前記貫通孔を通して前記第１の標的面積の上に通過することを可能にすることと、
次いで、前記基板内の第２の標的面積の上の第２の順次スポットに前記シャッタを移動させることと
を含む、項目１１に記載の方法。
（項目１４）
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
イオン源と前記基板との間にシャッタを設置することであって、前記シャッタは、異なるイオン透過率を伴う複数の部分を備える、こと
を含む、項目１に記載の方法。
（項目１５）
前記複数の部分は、前記異なるイオン透過率に対応する異なる厚さを伴う複数の膜を備える、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
集束イオンビームを使用して、前記異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に局所的に注入すること
を含む、項目１に記載の方法。
（項目１７）
前記レジスト層は、フォトレジストを備え、前記基板上に前記レジスト層をパターン化することは、
前記面積を含む前記基板上にフォトレジスト層を堆積させることと、
フォトリソグラフィを使用して、パターン化された光を用いて前記フォトレジスト層を暴露することと、
前記堆積されたフォトレジスト層の前記暴露されたフォトレジスト層および暴露されていないフォトレジストのうちの一方をエッチングし、前記基板上に前記パターン化されたレジスト層を現像させることと
を含む、項目１に記載の方法。
（項目１８）
前記基板をエッチングすることは、反応性イオンエッチングを使用することを含む、項目１に記載の方法。
（項目１９）
イオン注入を伴わない面積は、第１のエッチング感度を有し、イオン注入を伴う面積は、第２のエッチング感度を有し、前記第１のエッチング感度と前記第２のエッチング感度との間の比率は、２を上回る、項目１に記載の方法。
（項目２０）
前記基板は、シリコン基板であり、前記イオンは、ガリウムイオンを含む、項目１に記載の方法。
（項目２１）
前記不均一構造は、５，０００ｎｍ以下の方位分解能を有する、項目１に記載の方法。
（項目２２）
前記不均一構造は、少なくとも１ｍｍの全体的サイズを有する、項目１に記載の方法。
（項目２３）
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
第１の方向に沿って、第１の異なる密度のイオンを前記基板の第１の面積の中に注入することと、
第２の方向に沿って、第２の異なる密度のイオンを前記基板の第２の面積の中に注入することであって、前記第２の面積は、前記基板内の前記第１の面積に隣接する、ことと
を含む、項目１に記載の方法。
（項目２４）
前記基板から前記レジスト層を除去し、
前記第１の面積内の第１の格子であって、前記第１の格子は、前記第１の方向に沿って増加する回折効率を有する、第１の格子と、
前記第２の面積内の第２の格子であって、前記第２の格子は、前記第２の方向に沿って増加する回折効率を有する、第２の格子と
を伴って、前記基板を残すことをさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
前記第１の方向と異なる第３の方向に沿って、第３の異なる密度のイオンを前記第１の面積の中に注入することであって、前記第１の方向と前記第３の方向との間の角度は、０度より大きく、かつ１８０度未満であり、前記イオンの第３の異なる密度は、前記イオンの第１の異なる密度より小さい、こと
を含む、項目２３に記載の方法。
（項目２６）
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
前記第２の方向と異なる第４の方向に沿って、第４の異なる密度のイオンを前記第２の面積の中に注入することであって、前記第２の方向と前記第４の方向との間の角度は、０度より大きく、かつ１８０度未満であり、前記イオンの第４の異なる密度は、前記イオンの第２の異なる密度より小さい、こと
を含む、項目２３に記載の方法。
（項目２７）
デバイスであって、
基板上に１つ以上の層を有する回折光学要素（ＤＯＥ）であって、各層は、直交瞳拡大（ＯＰＥ）回折要素と、射出瞳拡大（ＥＰＥ）回折要素とを含む、回折光学要素（ＤＯＥ）
を備え、
前記ＯＰＥ回折要素は、前記基板内で伝搬する入力光ビームの一部を前記基板内の前記ＥＰＥ回折要素の中に偏向させるように構成される第１の不均一格子を備え、
前記ＥＰＥ回折要素は、前記ＯＰＥ回折要素からの前記偏向された光ビームの一部を前記基板から外に偏向させるように構成される第２の不均一格子を備える、デバイス。
（項目２８）
前記第１の不均一格子は、第１の方向に沿って変動する第１の特性を有し、前記第２の不均一格子は、前記第１の方向に対する第２の方向に沿って変動する第２の特性を有し、
前記第１の不均一格子は、前記第１の方向に沿って増加する回折効率を有し、前記第２の不均一格子は、前記第２の方向に沿って増加する回折効率を有する、項目２７に記載のデバイス。
（項目２９）
前記第１の方向と前記第２の方向との間の角度は、４５度〜９０度である、項目２８に記載のデバイス。
（項目３０）
前記第１の不均一格子は、前記第１の方向と異なる第３の方向に沿って変動する第３の特性を有し、前記第１の方向と前記第３の方向との間の角度は、０度より大きく、かつ１８０度未満である、項目２８に記載のデバイス。
（項目３１）
前記第２の不均一格子は、前記第２の方向と異なる第４の方向に沿って変動する第４の特性を有し、前記第２の方向と前記第４の方向との間の角度は、０度より大きく、かつ１８０度未満である、項目２８に記載のデバイス。
（項目３２）
前記基板内に統合され、前記基板の外側から前記入力光ビームを受光し、前記基板内のＤＯＥに前記入力光ビームを伝送するように構成される、内部結合素子（ＩＣＯ）をさらに備える、項目２７に記載のデバイス。

Claims

不均一構造を加工する方法であって、前記方法は、
異なる密度のイオンを基板の対応する面積の中に注入することと、
前記基板上にレジスト層をパターン化することと、
次いで、前記基板を前記パターン化されたレジスト層を用いてエッチングし、前記面積内に注入された前記異なる密度のイオンと関連付けられる不均一特性を有する少なくとも１つの不均一構造を伴って前記基板を残すことと
を含む、方法。
前記基板から前記レジスト層を除去することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記不均一構造を有する前記基板を型として使用して、ナノインプリントリソグラフィによって、対応する不均一構造を加工することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
前記不均一構造は、不均一格子を備える、請求項２に記載の方法。
前記格子は、前記異なる密度のイオンに対応する不均一深度を伴うバイナリ格子を備える、請求項４に記載の方法。
前記格子は、前記異なる密度のイオンに対応する不均一深度を伴うブレーズド格子を備える、請求項４に記載の方法。
異なる密度のイオンを基板の対応する面積の中に注入することは、
第１の方向に沿って、第１の密度のイオンを少なくとも１つの標的面積の中に注入することと、
第２の異なる方向に沿って、第２の密度のイオンを前記標的面積の中に注入することであって、前記第１の方向と第２の方向との間の角度は、０度より大きく、かつ１８０度未満である、ことと
を含む、請求項１に記載の方法。
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
ある方向に沿ってイオン源と前記基板との間のシャッタを移動させることであって、前記異なる密度のイオンを有する前記注入された面積は、前記ある方向に沿う、こと
を含む、請求項１に記載の方法。
前記シャッタは、前記異なる密度に対応するイオン暴露プロファイルに従って移動される、請求項８に記載の方法。
前記シャッタは、イオンが通過することを阻止するように構成される中実パネルである、請求項８に記載の方法。
前記シャッタは、イオンが前記イオン源から前記基板に伝搬することを可能にする複数の貫通孔を画定する、請求項８に記載の方法。
前記シャッタを移動させることは、
第１の速度で、第１のスポットを横断して、前記基板内の第１の標的面積の上で前記シャッタを移動させ、イオンが前記貫通孔を通して前記第１の標的面積の上に通過することを可能にする、ことと、
第２の速度で、前記第１のスポットから第２の順次スポットに前記シャッタを移動させることであって、前記第２の順次スポットは、前記基板内の第２の標的面積の上にあり、前記第２の速度は、前記第１の速度より速い、ことと、
前記第１の速度で、前記第２の順次スポットを横断して前記シャッタを移動させ、イオンが前記貫通孔を通して前記第２の標的面積の上に通過することを可能にすることと
を含む、請求項１１に記載の方法。
前記シャッタを移動させることは、
前記基板内の第１の標的面積の上の第１のスポットに前記シャッタを移動させることと、
前記第１のスポットにおいてある期間にわたって前記シャッタを停止させ、ある量のイオンが前記貫通孔を通して前記第１の標的面積の上に通過することを可能にすることと、
次いで、前記基板内の第２の標的面積の上の第２の順次スポットに前記シャッタを移動させることと
を含む、請求項１１に記載の方法。
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
イオン源と前記基板との間にシャッタを設置することであって、前記シャッタは、異なるイオン透過率を伴う複数の部分を備える、こと
を含む、請求項１に記載の方法。
前記複数の部分は、前記異なるイオン透過率に対応する異なる厚さを伴う複数の膜を備える、請求項１４に記載の方法。
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
集束イオンビームを使用して、前記異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に局所的に注入すること
を含む、請求項１に記載の方法。
前記レジスト層は、フォトレジストを備え、前記基板上に前記レジスト層をパターン化することは、
前記面積を含む前記基板上にフォトレジスト層を堆積させることと、
フォトリソグラフィを使用して、パターン化された光を用いて前記フォトレジスト層を暴露することと、
前記堆積されたフォトレジスト層の前記暴露されたフォトレジスト層および暴露されていないフォトレジストのうちの一方をエッチングし、前記基板上に前記パターン化されたレジスト層を現像させることと
を含む、請求項１に記載の方法。
前記基板をエッチングすることは、反応性イオンエッチングを使用することを含む、請求項１に記載の方法。
イオン注入を伴わない面積は、第１のエッチング感度を有し、イオン注入を伴う面積は、第２のエッチング感度を有し、前記第１のエッチング感度と前記第２のエッチング感度との間の比率は、２を上回る、請求項１に記載の方法。
前記基板は、シリコン基板であり、前記イオンは、ガリウムイオンを含む、請求項１に記載の方法。
前記不均一構造は、５，０００ｎｍ以下の方位分解能を有する、請求項１に記載の方法。
前記不均一構造は、少なくとも１ｍｍの全体的サイズを有する、請求項１に記載の方法。
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
第１の方向に沿って、第１の異なる密度のイオンを前記基板の第１の面積の中に注入することと、
第２の方向に沿って、第２の異なる密度のイオンを前記基板の第２の面積の中に注入することであって、前記第２の面積は、前記基板内の前記第１の面積に隣接する、ことと
を含む、請求項１に記載の方法。
前記基板から前記レジスト層を除去し、
前記第１の面積内の第１の格子であって、前記第１の格子は、前記第１の方向に沿って増加する回折効率を有する、第１の格子と、
前記第２の面積内の第２の格子であって、前記第２の格子は、前記第２の方向に沿って増加する回折効率を有する、第２の格子と
を伴って、前記基板を残すことをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
前記第１の方向と異なる第３の方向に沿って、第３の異なる密度のイオンを前記第１の面積の中に注入することであって、前記第１の方向と前記第３の方向との間の角度は、０度より大きく、かつ１８０度未満であり、前記イオンの第３の異なる密度は、前記イオンの第１の異なる密度より小さい、こと
を含む、請求項２３に記載の方法。
異なる密度のイオンを前記基板の対応する面積の中に注入することは、
前記第２の方向と異なる第４の方向に沿って、第４の異なる密度のイオンを前記第２の面積の中に注入することであって、前記第２の方向と前記第４の方向との間の角度は、０度より大きく、かつ１８０度未満であり、前記イオンの第４の異なる密度は、前記イオンの第２の異なる密度より小さい、こと
を含む、請求項２３に記載の方法。