JP2023529613A - 導波路格子の勾配封入 - Google Patents

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Abstract

本明細書に記載の実施形態は、回折効率及び指向性を制御するための導波路アウトカプラ格子の勾配封入に関する。デバイスは、基板の上に形成された第１の格子を含み、第１の格子は、基板から離れる方向に延在する複数の第１の構造を有し、第１の格子は、アウトカプラに対応する。デバイスは、隣接する第１の構造間に形成された１又は複数の間隙に配置された第１の封入材を含み、第１の封入材の充填比は、第１の格子に沿って減少する。また、本明細書では、デバイスを製造する方法も説明する。【選択図】図１Ｂ

Description

［０００１］本開示の実施形態は、概して、拡張現実導波路に関する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、回折効率及び指向性の制御のための導波路アウトカプラ格子の勾配封入に関する。
［０００２］仮想現実は、一般に、ユーザが見かけ上の物理的存在を有する、コンピュータによって生成されたシミュレーション環境であると考えられている。仮想現実体験は、３Ｄで生成され、実際の環境を置き換える仮想現実環境を表示するために、レンズとして近眼ディスプレイパネルを有する眼鏡又は他のウェアラブルディスプレイデバイス等のヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を用いて見ることができる。
［０００３］しかし、拡張現実は、ユーザが依然として、眼鏡又は他のＨＭＤデバイスのディスプレイレンズ越しに周囲の環境を見ることができ、かつ、ディスプレイ用に生成されて環境の一部として現れる仮想オブジェクトの画像も見ることができる経験を可能にする。拡張現実には、音声及びハプティック入力等の任意の種類の入力、並びにユーザが体験する環境を強化又は拡張する仮想画像、グラフィクス、及びビデオ等が含まれ得る。最先端技術である拡張現実には、多くの課題と設計上の制約がある。
［０００４］上記課題の１つは、周囲環境にオーバーレイされた仮想画像を表示することである。画像のオーバーレイを支援するために、拡張導波路コンバイナが使用される。生成された光は、拡張導波路コンバイナにインカップリングされ、拡張導波路コンバイナを通して伝播し、拡張導波路コンバイナからアウトカップリングされ、周囲環境にオーバーレイされる。光は、表面レリーフ格子を使用して、拡張導波路コンバイナの内外へカップリングされる。アウトカップリングされた光の回折効率や指向性は、十分に制御されない場合がある。
［０００５］従って、当技術分野で必要とされているのは、改良された導波路コンバイナ及び製造方法である。
［０００６］一実施形態では、デバイスが提供される。デバイスは、基板の上に形成された第１の格子を含み、第１の格子は、基板から離れる方向に延在する複数の第１の構造を有し、第１の格子は、アウトカプラに対応する。デバイスは、隣接する第１の構造間に形成された１又は複数の間隙に配置された第１の封入材を含み、第１の封入材の充填比は、第１の格子に沿って減少する。
［０００７］別の実施形態では、デバイスが提供される。デバイスは、基板の上に形成された第１の格子を含み、第１の格子は、基板から離れる方向に延在する複数の第１の構造を有し、第１の格子は、アウトカプラに対応する。デバイスは、隣接する第１の構造間に形成された１又は複数の第１の間隙に配置された第１の封入材を含み、第１の封入材の充填比は、第１の格子に沿って減少する。デバイスは、基板の上に形成された第２の格子を含み、第２の格子は、基板から離れる方向に延在する複数の第２の構造を有し、第２の格子は、インカプラに対応する。
［０００８］更に別の実施形態では、方法が提供される。本方法は、基板の上に第１の格子を形成することを含み、第１の格子は、基板から離れる方向に延在する複数の第１の構造を有し、第１の格子は、アウトカプラに対応する。本方法は、基板の上に第２の格子を形成することを含み、第２の格子は、基板から離れる方向に延在する複数の第２の構造を有し、第２の格子は、インカプラに対応する。本方法は、第１及び第２の格子の上に第１の封入材を堆積させることと、第１の封入材を硬化させることと、第１及び第２の格子の上にパターニングされたフォトレジスト層を形成することとを含む。本方法は、パターニングされたフォトレジスト層を介して第１の封入材をエッチングすることであって、第１の封入材の充填比は第１の格子に沿って減少する、パターニングされたフォトレジスト層を介して第１の封入材をエッチングすることと、第１及び第２の格子の上に包括的な封入材を堆積させることとを含む。
［０００９］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は典型的な実施形態を単に示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではなく、他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。
実施形態に係る導波路コンバイナの透視正面図である。 実施形態に係る導波路コンバイナを示す、図１Ａの線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略断面図である。 別の実施形態に係る導波路コンバイナを示す、図１Ａの線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略断面図である。 更に別の実施形態に係る導波路コンバイナを示す、図１Ａの線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略断面図である。 実施形態に係る導波路格子の封入方法の工程を示すフロー図である。 実施形態に係る製造中の導波路コンバイナの概略断面図である。 実施形態に係る製造中の導波路コンバイナの概略断面図である。 実施形態に係る製造中の導波路コンバイナの概略断面図である。 別の実施形態に係る導波路格子の封入方法の工程を示すフロー図である。 別の実施形態に係る製造中の導波路コンバイナの概略断面図である。 別の実施形態に係る製造中の導波路コンバイナの概略断面図である。 更に別の実施形態に係る導波路格子の封入方法の工程を示すフロー図である。 更に別の実施形態に係る製造中の導波路コンバイナの概略断面図である。 更に別の実施形態に係る製造中の導波路コンバイナの概略断面図である。 更に別の実施形態に係る製造中の導波路コンバイナの概略断面図である。 更に別の実施形態に係る製造中の導波路コンバイナの概略断面図である。
［００２０］理解を容易にするために、可能な限り、図面に共通の同一要素を示すのに同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる詳述なしに他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。
［００２１］本明細書に記載の実施形態は、回折効率及び指向性を制御するための導波路アウトカプラ格子の勾配封入に関する。デバイスは、基板の上に形成された第１の格子を含み、第１の格子は、基板から離れる方向に延在する複数の第１の構造を有し、第１の格子は、アウトカプラに対応する。デバイスは、隣接する第１の構造間に形成された１又は複数の間隙に配置された第１の封入材を含み、第１の封入材の充填比は、第１の格子に沿って減少する。また、本明細書では、デバイスを製造する方法も説明する。
［００２２］図１Ａは、（例えば、拡張現実（ＡＲ）用途の）例示的な導波路コンバイナ１００の透視正面図である。以下に説明する導波路コンバイナ１００は、本明細書に記載のシステム及び方法を用いて形成され得る例示的な導波路コンバイナであり、本開示のシステム及び方法は、他の光学装置及びナノ構造光学装置、例えば他の導波路コンバイナを形成又は修正するために用いられ得ることを理解されたい。例えば、３つを超える格子、例えば、５つ以上の格子を有する光学装置が形成され得る。あるいは、２つの格子等、３つ未満の格子を有する光学装置が形成され得る。別の実施例では、両方の主要面側に格子を有する光学装置が形成され得る。更に別の実施例では、２つ以上の入力カプラ及び２つ以上の出力カプラを有する光学装置が形成され得る。
［００２３］導波路コンバイナ１００は、インカプラに対応する第１の格子１１０、アウトカプラに対応する第２の格子１２０、及びインカプラとアウトカプラとの間の第３の格子１３０を含む。幾つかの実施形態では、導波路コンバイナ１００は、１又は複数の追加の格子を含み得る。ここで、第３の格子１３０は、第１及び第２の格子１１０、１２０の間で光を拡張させるための中間格子である。第３の格子１３０は、オプションであり得ることを理解されたい。幾つかの実施形態では、第１、第２、及び第３の格子１１０、１２０、１３０は、インカプラとアウトカプラとの間で光の実質的な全内反射を達成するように配置される。
［００２４］図１Ｂは、実施形態に係る導波路コンバイナ１００Ｂを示す、図１Ａの線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略断面図である。導波路コンバイナ１００Ｂは、基板１０２を含む。基板１０２は、基板１０２が所望の波長又は波長範囲の光を十分に透過し、格子（複数可）のための適切な支持体として機能し得ることを条件として、任意の適切な材料から形成され、任意の適切な厚さを有し得る。幾つかの実施形態では、基板１０２の材料は、シリコン（Ｓｉ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ガラス、プラスチック、ポリカーボネート、及びサファイア含有材料のうちの１又は複数を含むが、これらに限定されない。幾つかの実施形態では、基板１０２は、ドープされたガラスを含む。例えば、基板１０２は、ランタン（Ｌａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）等の重いドーパントがドープされたガラスを含む。基板１０２の材料は更に、転動可能な特性及び柔軟な特性を有し得る。幾つかの実施形態では、基板１０２の材料は、約１．５から約２．４の屈折率を有する材料を含むが、これらに限定されない。例えば、基板１０２は、約１．７から約２．４の屈折率を有するドープされた高指数基板であってよい。
［００２５］導波路コンバイナ１００Ｂは、基板１０２に配置された第１の格子１１０及び第２の格子１２０を含む。幾つかの実施形態では、第１及び第２の格子１１０、１２０は、基板１０２に配置された１又は複数のスペーサ層（図示せず）に配置され得る。スペーサ層を含む実施形態では、スペーサ層は、第１及び第２の格子１１０、１２０の支持を提供するように動作可能であり、第１及び第２の格子１１０、１２０の所望の光学特性に応じた厚さ及び材料である。第１の格子１１０は、基板１０２の上方に延在し、隣接する構造１１２の間に形成された間隙１１４を有する複数の構造１１２を含む。同様に、第２の格子１２０は、基板１０２の上方に延在し、隣接する構造１２２の側壁１２６の間に形成された間隙１２４を有する複数の構造１２２を含む。幾つかの実施形態では、構造１１２、１２２はフィンであってよい。幾つかの実施形態では、構造１１２、１２２は、基板１０２に配置され得る。言い換えれば、基板１０２は、それに配置された構造１１２、１２２を形成するためにエッチングされ得る。
［００２６］幾つかの実施形態では、構造１１２、１２２は、非対称（例えば、傾斜している、又は楔形）であってよい。ここで、構造１１２は、構造１２２の反対側に傾斜している。幾つかの他の実施形態では、構造１１２、１２２は、同じ方向に傾斜していてよい。ここでは、構造１１２が左に傾斜しているのに対し、構造１２２は右に傾斜している。しかしながら、構造１１２、１２２の向きは、図示の実施形態に特に限定されない。例えば、構造１１２、１２２は、図示の実施形態に対して逆に傾斜していてよい。
［００２７］ここで、構造１２２は、表面法線１０６に対して角度θ１に傾斜しており、各構造１２２の傾斜角度θ１は、実質的に同じである。別の実施形態では、１つの構造１２２の傾斜角度θ１は、他の構造１２２の傾斜角度θ１と異なっていてよい。幾つかの実施形態では、傾斜角θ１は、約３０度から約６０度、例えば約４０度から約６０度、あるいは約３０度から約４０度、あるいは約４０度から約５０度、あるいは約５０度から約６０度、例えば約５０度であってよい。幾つかの実施形態では、傾斜角θ１は、約０度から約３０度、例えば、約０度から約１０度、あるいは約１０度から約２０度、あるいは約２０度から約３０度であってよい。幾つかの実施形態では、構造１２２は、表面法線１０６に対してゼロに等しい傾斜角θ１を有していてよく、したがって、構造１２２は、二元構造であり得る。ここで、各構造１２２は、単一の部分を有する。別の実施形態では、構造１２２は、表面法線１０６に対して異なる傾斜角を有する２つ以上の部分を有し得る。幾つかの実施形態では、構造１２２の材料は、構造１２２の所望の深さ及び傾斜角度θ１に基づいて選択される。
［００２８］間隙１２４は、基板１０２の表面１０４から構造１２２の上面１２８までの距離として定義される深さＤ１と、隣接する構造１２２の側壁１２６間の距離として定義される幅Ｗ１とを有する。ここで、各間隙１２４の深さＤ１は、実質的に同じである。別の実施形態では、少なくとも１つの間隙１２４の深さＤ１は、他の間隙１２４の深さＤ１と異なっていてよい。ここで、各間隙１２４の幅Ｗ１は、実質的に同じである。別の実施形態では、少なくとも１つの間隙１２４の幅Ｗ１は、他の間隙１２４の幅Ｗ１と異なっていてよい。
［００２９］幾つかの実施形態では、構造１１２、１２２のうちの１又は複数は、その格子の他の構造のものとは異なる傾斜角度又は寸法等の異なる形状寸法を有する構造を含み得る。更に、複数の構造１１２、１２２内の１つの目立たない構造の傾斜角度は、その格子の長さ又は幅にわたって異なることがある。
［００３０］第１及び第２の格子１１０、１２０は、独立して、オキシ炭化ケイ素（ＳｉＯＣ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、ＴｉＯｘナノ材料、酸化ニオブ（ＮｂＯｘ）、ニオブ－ゲルマニウム（Ｎｂ３Ｇｅ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、オキシ炭窒化ケイ素（ＳｉＯＣＮ）、酸化バナジウム（ＩＶ）（ＶＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、Ｓｉ３Ｎ４シリコンリッチ、Ｓｉ３Ｎ４水素ドープ、Ｓｉ３Ｎ４ホウ素ドープ、窒化ケイ素炭素（ＳｉＣＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）、ナノ結晶ダイヤモンド（ＮＣＤ）、及びドープダイヤモンド含有材料のうちの少なくとも１つを含む。幾つかの実施形態では、基板１０２は、第１及び第２の格子１１０、１２０に含まれる任意の材料から形成されていてよく、その逆もまた同様である。幾つかの実施形態では、基板１０２並びに第１及び第２の格子１１０、１２０は、同じ材料（複数可）から形成され得る。
［００３１］第１及び第２の格子１１０、１２０は、任意の適切なプロセスによって基板１０２の表面の上に形成され得る。例えば、第１及び第２の格子１１０、１２０は、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、流動性ＣＶＤ（ＦＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、及びスピンオンプロセスのうちの１又は複数により形成され得る。
［００３２］幾つかの実施形態では、第１及び第２の格子１１０、１２０の材料は、約１．５から約２．６５の屈折率、例えば約１．５から約１．８、あるいは約２．２から約２．６５、あるいは約１．８から約２．２、あるいは約１．８から約２、あるいは約２から約２．２、あるいは約１．９から約２．１、例えば約１．９から約２、あるいは約２から約２．１、例えば約２の屈折率を有し得る。
［００３３］幾つかの実施形態では、導波路コンバイナ１００Ｂは、基板１０２と第１及び第２の格子１１０、１２０の構造１１２、１２２との間に配置された格子材料層（図示せず）を含み得る。格子材料層は、上述した第１及び第２の格子１１０、１２０の形成に使用される材料及びプロセスを含む任意の適切な材料で、任意の適切なプロセスによって形成され得る。
［００３４］導波路コンバイナ１００Ｂは、構造１２２間の間隙１２４に配置された第１の封入材１４０を含む。幾つかの実施形態では、第１の封入材１４０は、約０．２以下の屈折率コントラスト、例えば約０から約０．２、例えば約０から約０．０５、あるいは約０．０５から約０．１、あるいは約０．１～約０．１５、あるいは約０．１５～約０．２、あるいは約０．１以下の屈折率コントラストを有していてよく、屈折率コントラストは、第１の封入材１４０と第２の格子１２０との間の屈折率の差として定義される。
［００３５］幾つかの実施形態では、第１の封入材１４０は、約１．６から約２．４、例えば約１．７から約２．３、例えば約１．８から約２．２、例えば約１．８から約２、例えば約１．９から約２、例えば約１．９５から約２、あるいは約２から約２．２、例えば約２から約２．１、例えば約２から約２．０５、あるいは約１．８から約１．８５、あるいは約１．８５から約１．９、あるいは約１．９から約１．９５、あるいは約１．９５から約１．９６、あるいは約１．９６から約１．９７、あるいは約１．９７から約１．９８、あるいは約１．９８から約１．９９、あるいは約１．９９から約２、あるいは約２から約２．０１、あるいは約２．０１から約２．０２、あるいは約２．０２から約２．０３、あるいは約２．０３から約２．０４、あるいは約２．０４から約２．０５、あるいは約２．０５から約２．１、あるいは約２．１から約２．２、あるいは約１．９５から約２．０５の屈折率を有し得る。
［００３６］幾つかの実施形態では、第１の封入材１４０は、ポリイミド、ポリイミドブレンド、金属有機ポリイミドブレンド、金属酸化物、金属窒化物、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ、ＴａＯ、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＳｉＯｘＮｘ、ＴｉＮ、ＴａＮ、基板１０２を形成する材料のいずれか、第１及び第２の格子１１０、１２０を形成する材料のいずれか、並びに上記に示した範囲に従って屈折率を有する他の任意の適切な材料の少なくとも１つを含む。幾つかの実施形態では、第１の封入材１４０は、適切な間隙充填特性及び約１．８から約２．２の屈折率を有する任意の材料を含む。
［００３７］第１の封入材１４０は、基板１０２の表面１０４から封入材１４０の上面１４２までの距離として定義される高さＨ１を有する。第１の封入材１４０は、第２の格子１２０の深さＤ１に対する封入材１４０の高さＨ１の比率として定義される充填比を有する。ここで、充填比は、第２の格子１２０に沿って左から右へ約１から約０まで直線的に減少する。しかしながら、第１の封入材１４０のプロファイルは、図示した実施形態に特に限定されない。例えば、他の実施形態では、充填比は、非直線的に（例えば、べき乗関数、指数関数、又は他の多項式関数に従って）減少し得る。幾つかの実施形態では、充填比は、充填比が一定である又は増加さえしている１又は複数のセクションを含みながら、概して減少し得る。幾つかの実施形態では、充填比は段階的に減少し得る（すなわち、各間隙１２４が、先行する間隙１２４よりも小さく、後続の間隙１２４よりも大きい一定の充填比を有する場合）。幾つかの実施形態では、充填比は、上記の勾配のいずれかの組み合わせであってよい。
［００３８］幾つかの実施形態では、充填比は、（すなわち、封入材１４０が上面１２８の下方にある場合）、例えば約０．５から約１、例えば約０．６から約１、例えば約０．７から約１、例えば約０．８から約１、例えば約０．９から約１、あるいは約０．８から約０．９、あるいは約０．７から約０．８、あるいは約０．６から約０．７、あるいは約０．５から約０．６等の、１以下の最大値を有し得る。
［００３９］幾つかの実施形態では、充填比は、（すなわち、封入材１４０が、第２の格子１２０の表面１０４全体に沿って存在する場合）、例えば、約０から約０．５、例えば約０から約０．４、例えば約０から約０．３、例えば約０から約０．２、例えば約０から約０．１、あるいは約０．１から約０．２、あるいは約０．２から約０．３、あるいは約０．３から約０．４、あるいは約０．４から約０．５等の、０を超える最小値を有し得る。
［００４０］幾つかの実施形態では、充填比は、約０から約１、例えば約０．１から約１、例えば約０．２から約１、例えば約０．３から約１、例えば約０．４から約１、例えば約０．５から約１、例えば約０．６から約１、例えば約０．７から約１、例えば約０．８から約１、例えば約０．９から約１、あるいは約０から約０．９、例えば約０から約０．８、例えば約０から約０．７、例えば約０から約０．６、例えば約０から約０．５、例えば約０から約０．４、例えば約０から約０．３、例えば約０から約０．２、例えば約０から約０．１の範囲であり得る。
［００４１］本明細書に記載の封入材勾配は、第２の格子１２０に沿った回折効率の制御を可能にする。封入材１４０の低い屈折率コントラスト（例えば、約０．２以下）により、封入されていない格子（すなわち、封入材１４０のない格子）と比較して、回折効率が低下する。封入されていない格子は、表面１０４に接触する空気（すなわち、屈折率１）を有し得る、又は低い屈折率（例えば、約０．２より大きい屈折率コントラスト）を有する包括的な封入材を含み得る。幾つかの実施形態では、第２の格子１２０の回折効率は、約２．５％以下、あるいは約１％から約５０％、例えば約１％から約４０％、例えば約１％から約３０％、例えば約１％から約２０％、例えば約１％から約１０％、例えば約１％から約５％、例えば約１％から約２．５％、あるいは約２．５％から約５％、あるいは約５％から約１０％、あるいは約１０％から約２０％、あるいは約２０％から約３０％、あるいは約３０％から約４０％、あるいは約４０％から約５０％であってよい。
［００４２］回折効率を低下させることに加えて、本明細書に記載の封入材勾配は、第２の格子１２０に沿った回折効率を制御する。幾つかの実施形態では、充填比が増加すると、回折効率が低下する。例えば、本明細書に例示するように、最大の充填比（すなわち、１）を有する第２の格子１２０の左側端部は、最も低い回折効率（すなわち、約１％から約５％）を有し、最も低い充填比（すなわち、０）を有する第２の格子１２０の右側端部は、最も高い回折効率（すなわち、約４０％から約５０％）を有する。しかしながら、第２の格子１２０の向きは、図示の実施形態に特に限定されない。例えば、第２の格子１２０の充填比が右から左へ減少するような向きであってよい。
［００４３］従来のデバイスは、回折効率を低下させるために深さの浅い格子を使用するが、深さの浅い格子は、指向性を制限する。本明細書に記載の封入材勾配は、格子深さを低減することなく低効率で光をアウトカップリングすることができる。したがって、本明細書に記載の封入材勾配は、第２の格子１２０の表面全体にわたってユーザに向かう指向性を維持しながら、回折効率のフルレンジの調整を可能にし得る。１又は複数の実施形態では、従来のデバイスと比較した前述の利点は、非対称構造１２２と封入材勾配を組み合わせることによってもたらされ得る。
［００４４］導波路コンバイナ１００Ｂは、第１及び第２の格子１１０、１２０並びに第１の封入材１４０の上に包括的な封入材１５０を含む。幾つかの実施形態では、包括的な封入材１５０は、第１及び第２の格子１１０、１２０並びに第１の封入材１４０の屈折率よりも低い屈折率を有し得る。幾つかの実施形態では、包括的な封入材１５０の屈折率は、約１から約１．７、例えば約１．２から約１．５であってよい。幾つかの実施形態では、包括的な封入材１５０は、約０．００１未満の吸収係数を有し得る。
［００４５］包括的な封入材１５０は、シリカ含有材料及びポリマー含有材料、例えばフルオロポリマー材料等の非シリカ含有材料を含むがこれらに限定されない、任意の適切な透明材料で形成され得る。幾つかの実施形態では、包括的な封入材１５０は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、又は炭素及び窒化物がドープされた酸化ケイ素（ＳｉＣＯＮ）若しくは窒化ケイ素炭素（ＳｉＣＮ）等の低誘電率誘電体膜で形成され得る。幾つかの実施形態では、包括的な封入材１５０は、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）及びフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等のフッ素含有材料を含み得る。
［００４６］図１Ｃは、別の実施形態に係る導波路コンバイナ１００Ｃを示す、図１Ａの線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略断面図である。導波路コンバイナ１００Ｃは、ほとんどの態様において導波路コンバイナ１００Ｂと同様であり、導波路コンバイナ１００Ｂの上記の説明は、限定されることなく本明細書に組み込まれ得る。
［００４７］導波路コンバイナ１００Ｂとは対照的に、導波路コンバイナ１００Ｃは、第２の格子１２０に加えて、第１の格子１１０の上に第１の封入材１４０を含む。第１の封入材１４０は、隣接する構造１１２の側壁１１６間の間隙１１４に配置される。ここで、第１の格子１１０の上の第１の封入材１４０は、第２の格子１２０の上の第１の封入材１４０の上面１４２よりも高い平面的な上面１４４を有する。幾つかの実施形態では、上面１４４は、非平面であってよい。幾つかの実施形態では、上面１４４は、上面１４２の位置又は下方にある場合がある。ここで、上面１４４は、間隙１１４の充填比が１に等しく一定であるように、構造１１２の上面１１８よりも高くなっている。しかしながら、第１の格子１１０の上の第１の封入材１４０のプロファイルは、図示した実施形態に特に限定されない。例えば、充填比は１未満であってよい。上記実施形態では、充填比は、第１の格子１１０に沿って変化し得る。
［００４８］導波路コンバイナ１００Ｃは、包括的な封入材１５０を含む。ここで、包括的な封入材１５０は、第１の格子１１０の上で第１の封入材１４０の上面１４４に接触する。
［００４９］図１Ｄは、更に別の実施形態に係る導波路コンバイナ１００Ｄを示す、図１Ａの線Ａ－Ａ’に沿って切り取った概略断面図である。導波路コンバイナ１００Ｄは、ほとんどの態様において導波路コンバイナ１００Ｂ及び／又は１００Ｃと同様であり、導波路コンバイナ１００Ｂ、１００Ｃの上記の説明は、限定されることなく本明細書に組み込まれ得る。
［００５０］導波路コンバイナ１００Ｂ、１００Ｃとは対照的に、導波路コンバイナ１００Ｄは、両面格子を有し、両面格子は、基板１０２の対向する平面側にあるものとして定義される。ここで、第１の格子１１０は、第２の格子１２０が配置される表側の面１０４とは反対側の基板１０２の裏側の面１０８に配置される。導波路コンバイナ１００Ｄは、裏側の面１０８の第１及び第２の格子１１０、１２０の上に第２の封入材１４６を含む。第２の封入材１４６は、第１の格子１１０の隣接する構造１１２の側壁１１６間の間隙１１４に配置される。第２の封入材１４６は、基板１０２の裏側１０８から離れる方向に面する表面１４８を有する。第２の封入材１４６は、第１の封入材１４０と同じ又は異なっていてよく、第１の封入材１４０の上記説明は、限定されることなく本明細書に組み込まれ得る。
［００５１］ここで、第２の封入材１４６は、第１及び第２の格子１１０、１２０の上で裏側１０８を覆っている。しかしながら、第２の封入材１４６は、図示した実施形態に特に限定されない。例えば、第２の封入材１４６は、第１の格子１１０の上で裏側１０８を覆うのみであってよい。他の幾つかの実施形態では、第２の封入材１４６は省略され得る。
［００５２］導波路コンバイナ１００Ｄは、包括的な封入材１５０を含む。ここで、包括的な封入材１５０は、第１及び第２の格子１１０、１２０の上で第２の封入材１４６の表面１４８に接触している。
［００５３］図２は、実施形態に係る導波路格子を封入する方法２００の工程を示すフロー図である。図３Ａ～３Ｊは、実施形態に係る製造中の導波路コンバイナ１００Ｂの概略断面図である。
［００５４］図２及び図３Ａを参照すると、ステップ２０２において、方法２００は、インカプラに対応する第１の格子１１０及びアウトカプラに対応する第２の格子１２０を形成することを含む。第１及び第２の格子１１０、１２０は、上述した材料及びプロセスのいずれかを使用して形成され得る。
［００５５］図２及び図３Ｂを参照すると、ステップ２０４において、方法２００は、第１及び第２の格子１１０、１２０の上に第１の封入材１４０を堆積させることを含む。第１の封入材１４０は、基板１０２の表面１０４の上、間隙１１４、１２４、構造１１２の上、及び構造１２２の側壁１２６及び上面１２８に沿って堆積される。第１の封入材１４０は、任意の適切なプロセスによって形成され得る。例えば、第１の封入材１４０は、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＦＣＶＤ、ＡＬＤ、及びスピンオンプロセスのうちの１又は複数によって形成され得る。
［００５６］図２及び図３Ｂを参照すると、ステップ２０６において、方法２００は、第１の封入材１４０を硬化させることを含む。幾つかの実施形態では、第１の封入材１４０は、熱、圧力、化学処理、又は任意の他の適切な硬化技法によって硬化され得る。
［００５７］図２及び図３Ｃを参照すると、ステップ２０８において、方法２００は、硬化した第１の封入材１４０の上に第１のハードマスク層１６２を堆積させることを含む。第１のハードマスク層１６２は、窒化チタン、窒化ケイ素、及び炭化ケイ素のうちの少なくとも１つを含む。第１のハードマスク層１６２は、任意の適切なプロセスによって形成され得る。例えば、第１のハードマスク層１６２は、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＦＣＶＤ、ＡＬＤ、及びスピンオンプロセスのうちの１又は複数によって形成され得る。
［００５８］図２及び図３Ｄを参照すると、ステップ２１０において、方法２００は、第１のハードマスク層１６２の上にパターニングされた第２のハードマスク層１６４を形成することを含む。パターニングされた第２のハードマスク層１６４は、第２の格子１２０の上に配置されるが、第１の格子１１０の上には配置されない。したがって、パターニングされた第２のハードマスク層１６４は、第１の格子１１０の上の第１のハードマスク層１６２をエッチングするためのエッチングマスクとして使用することができる。パターニングされた第２のハードマスク層１６４は、ポジ型又はネガ型フォトレジスト、金属含有ハードマスク、炭素含有ハードマスク、有機平坦化層（ＯＰＬ）、及び他の適切なハードマスク材料のうちの少なくとも１つを含む。パターニングされた第２のハードマスク層１６４は、任意の適切なプロセスによって形成され得る。例えば、パターニングされた第２のハードマスク層１６４は、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＦＣＶＤ、ＡＬＤ、及びスピンオンプロセスのうちの１又は複数によって形成され得る。
［００５９］図２及び図３Ｅを参照すると、ステップ２１２において、方法２００は、第１の格子１１０の上の第１のハードマスク層１６２を除去することを含む。第１のハードマスク層１６２は、パターニングされた第２のハードマスク層１６４に対する第１のハードマスク層１６２のエッチング選択性を有するエッチングプロセスによって除去され得る。したがって、第１のハードマスク層１６２は、パターニングされた第２のハードマスク層１６４及び／又は第２の格子１２０の上の第１のハードマスク層１６２に影響を与えることなく、第１の格子１１０の上から除去され得る。エッチングプロセスは、ウェットエッチング、ドライエッチング、反応性イオンエッチング、及びプラズマエッチングのうちの少なくとも１つを含み得る。
［００６０］図２及び図３Ｆを参照すると、ステップ２１４において、方法２００は、第１の格子１１０の上の第１の封入材１４０をエッチングすることを含む。第２の格子１２０の上の第１のハードマスク層１６２は、第１の格子１１０の上の第１の封入材１４０をエッチングするためのエッチングマスクとして使用され得る。第１の封入材１４０は、パターニングされた第２のハードマスク層１６４又は第１のハードマスク層１６２の一方に対する第１の封入材１４０のエッチング選択性を有するエッチングプロセスによって除去され得る。したがって、第１の封入材１４０は、第２の格子１２０の上の第１の封入材１４０に影響を与えることなく、第１の格子１１０の上から除去され得る。エッチングプロセスは、ウェットエッチング、ドライエッチング、反応性イオンエッチング、及びプラズマエッチングのうち少なくとも１つを含み得る。
［００６１］図２及び図３Ｇを参照すると、ステップ２１６において、方法２００は、第２の格子１２０の上の第１のハードマスク層１６２を除去することを含む。第１のハードマスク層１６２は、第２の格子１２０の上の封入材１４０を後続のエッチングステップに向けて準備するために、第２の格子１２０の上から除去され得る。第１のハードマスク層１６２は、剥離、ウェットエッチング、ドライエッチング、反応性イオンエッチング、及びプラズマエッチングのうちの少なくとも１つによって除去され得る。
［００６２］図２及び図３Ｈを参照すると、ステップ２１８において、方法２００は、第１及び第２の格子１１０、１２０の上にパターニングされたフォトレジスト層１６６を形成することを含む。幾つかの実施形態では、パターニングされたフォトレジスト層１６６は、任意の適切なリソグラフィプロセス（例えば、第１の格子１１０から第２の格子１２０まで導波路コンバイナ１００Ｂ全体の走査中にドーズ量が増加する走査グレートーン露光を用いたグレースケールリソグラフィプロセス）によって形成され得る。グレースケールリソグラフィプロセスは、第１及び第２の格子１１０、１２０の上にフォトレジスト材料をブランケット堆積させることを含み得る。ここで、フォトレジスト材料は、第１の格子１１０と、第２の格子１２０の上の第１の封入材１４０とに接触する。幾つかの実施形態では、フォトレジスト材料は、感光性ポリマー含有材料を含み得るが、これに限定されない。
［００６３］その後、フォトレジスト材料の露光は、フォトレジスト材料に沿った露光ドーズ量の勾配を使用して、それに潜像パターンを形成することを含み得る。幾つかの実施形態では、潜在パターンは、リソグラフィ又はレーザアブレーションを使用してフォトレジスト材料に作成された任意の１、２、又は３次元形状を含み得るが、これらに限定されない。幾つかの実施形態では、潜像パターンは、傾斜していてよい。潜像パターンの形状により、第１の封入材１４０のプロファイルが決定され得る。潜像パターンを形成した後、フォトレジスト材料は現像され、図３Ｈに示すパターニングされたフォトレジスト層１６６が形成され得る。フォトレジスト材料は、現像中にフォトレジスト材料の露光領域が除去されるポジ型フォトレジストであってよい。幾つかの実施形態では、フォトレジスト材料を現像することは、フォトリソグラフィ、デジタルリソグラフィ等のリソグラフィプロセスを実行すること、又はレーザアブレーションを実行することを含み得る。
［００６４］ここで、パターニングされたフォトレジスト層１６６は、第１及び第２の格子１１０、１２０に沿って直線的に減少する第１の封入材１４０の上方で測定された厚さＴ１を有する。しかしながら、パターニングされたフォトレジスト層１６６のプロファイルは、図示した実施形態に特に限定されない。例えば、プロファイルは、非直線的に（例えば、べき乗関数、指数関数、又は他の多項式関数に従って）減少していてよく、プロファイルは、プロファイルが一定である又は増加さえしている１又は複数のセクションを含みながら、概して減少していてよく、プロファイルは、段階的に減少していてよい、又はプロファイルは、上記のプロファイルのいずれかの組み合わせであってよい。パターニングされたフォトレジスト層１６６のプロファイルは、後続のエッチング中に第１の封入材１４０に転写され得る。
［００６５］図２及び図３Ｉを参照すると、ステップ２２０において、方法２００は、パターニングされたフォトレジスト層１６６及び第１の封入材１４０をエッチングすることを含む。ここで、エッチングプロセスにより、構造１２２の側壁１２６及び上面１２８の一部が露出する。エッチングプロセスは、任意の適切な指向性又は非指向性エッチングプロセスを含み得る。幾つかの実施形態では、パターニングされたフォトレジスト層１６６のプロファイルは、等方性エッチングプロセスによって第１の封入材１４０に転写され得る。等方性エッチングプロセスは、下にある構造１２２に影響を与えることなく第１の封入材１４０がエッチングされ得るように、構造１２２に対するパターニングされたフォトレジスト層１６６及び第１の封入材１４０のエッチング選択性を有し得る。ここで、エッチングされた第１の封入材１４０のプロファイルがパターニングされたフォトレジスト層１６６のプロファイルと実質的に一致するように、パターニングされたフォトレジスト層１６６及び第１の封入材１４０は実質的に同じ速度で除去される。幾つかの他の実施形態では、エッチングされた第１の封入材１４０のプロファイルは、エッチング速度又はエッチング選択性の差に応じて、パターニングされたフォトレジスト層１６６のプロファイルと異なる場合がある。
［００６６］幾つかの実施形態では、指向性エッチングは、パターニングされたフォトレジスト層１６６に形成された勾配を伴って使用され得る、又は伴わずに使用され得る。幾つかの実施形態では、エッチングされた第１の封入材１４０の上面１４２は、構造１２２の側壁１２６に対して垂直であってよい。幾つかの実施形態では、エッチングプロセスにより、隣接する構造１２２間の上面１４２が基板１０２の表面１０４に実質的に平行になるように、エッチングされた第１の封入材１４０の段階的な減少が形成され得る。
［００６７］幾つかの実施形態では、エッチングプロセスは、１又は複数の近接マスクを使用する周期的エッチングプロセスを含み得る。幾つかの実施形態では、エッチングは均一であってよい。幾つかの他の実施形態では、エッチングは選択的であってよい。幾つかの実施形態では、単一のエッチング化学物質が使用され得る。幾つかの他の実施形態では、２つ以上の異なるエッチング化学物質が使用され得る。
［００６８］図２及び図３Ｊを参照すると、ステップ２２２において、方法２００は、第１及び第２の格子１１０、１２０の上に包括的な封入材１５０を堆積させることを含む。包括的な封入材１５０は、基板１０２の表面１０４の上、間隙１１４、構造１１２の上、エッチングされた第１の封入材１４０の上、及び構造１２２の露出した側壁１２６及び上面１２８に沿って堆積される。包括的な封入材１５０は、任意の適切なプロセスによって形成され得る。例えば、包括的な封入材１５０は、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＦＣＶＤ、ＡＬＤ、及びスピンオンプロセスのうちの１又は複数によって形成され得る。
［００６９］図４は、実施形態に係る導波路格子を封入する方法４００の工程を示すフロー図である。図５Ａ～図５Ｈは、実施形態に係る製造中の導波路コンバイナ１００Ｃの概略断面図である。
［００７０］図４及び図５Ａを参照すると、ステップ４０２において、方法４００は、インカプラに対応する第１の格子１１０を形成することと、アウトカプラに対応する第２の格子１２０を形成することとを含む。図４及び図５Ｂを参照すると、ステップ４０４において、方法４００は、第１及び第２の格子１１０、１２０の上に第１の封入材１４０を堆積させることを含む。図４及び図５Ｂを参照すると、ステップ４０６において、方法４００は、第１の封入材１４０を硬化させることを含む。図４及び図５Ｃを参照すると、ステップ４０８において、方法４００は、硬化した第１の封入材１４０の上に第１のハードマスク層１７２を堆積させることを含む。ステップ４０２から４０８は、方法２００のステップ２０２から２０８に類似している。
［００７１］図４及び図５Ｄを参照すると、ステップ４１０において、方法４００は、第１のハードマスク層１７２の上にパターニングされた第２のハードマスク層１７４を形成することを含む。ステップ４１０は、パターニングされた第２のハードマスク層１７４が第１の格子１１０の上に配置されるが、第２の格子１２０の上には配置されないこと以外は、方法２００のステップ２１０に類似している。したがって、パターニングされた第２のハードマスク層１７４は、第２の格子１２０の上の第１のハードマスク層１７２をエッチングするためのエッチングマスクとして使用することができる。
［００７２］図４及び図５Ｅを参照すると、ステップ４１２において、方法４００は、第２の格子１２０の上の第１のハードマスク層１７２を除去することを含む。ステップ４１２は、第１のハードマスク層１７２が第１の格子１１０の上に配置されたままであること以外は、方法２００のステップ２１６に類似している。
［００７３］図４及び図５Ｆを参照すると、ステップ４１４において、方法４００は、第１及び第２の格子１１０、１２０の上にパターニングされたフォトレジスト層１７６を形成することを含む。ステップ４１４は、フォトレジスト材料が、第１の格子１１０の上の第１のハードマスク層１７２及び第２の格子１２０の上の第１の封入材１４０に接触すること以外は、方法２００のステップ２１８に類似している。潜像パターンを形成した後に、フォトレジスト材料が現像され、図５Ｆに示すパターニングされたフォトレジスト層１７６が形成され得る。
［００７４］図４及び図５Ｇを参照すると、ステップ４１６において、方法４００は、パターニングされたフォトレジスト層１７６及び第１の封入材１４０をエッチングすることを含む。ステップ４１６は、第１の格子１１０の上に残っている第１のハードマスク層１７２が、第１の格子１１０の上の第１の封入材１４０に影響を与えることなく第２の格子１２０の上の第１の封入材１４０をエッチングするためのエッチングマスクとして用いられること以外は、方法２００のステップ２２０と類似している。
［００７５］図４及び図５Ｈを参照すると、ステップ４１８において、方法４００は、第１及び第２の格子１１０、１２０の上に包括的な封入材１５０を堆積させることを含む。ステップ４１８は、包括的な封入材１５０が第１の格子１１０の上の第１の封入材１４０の上面１４４に配置されること以外は、方法２００のステップ２２２に類似している。
［００７６］図６は、実施形態に係る導波路格子を封入する方法６００の工程を示すフロー図である。図７Ａ～図７Ｊは、実施形態に係る製造中の導波路コンバイナ１００Ｄの概略断面図である。
［００７７］図６及び図７Ａを参照すると、ステップ６０２において、方法６００は、基板１０２の裏側１０８にインカプラに対応する第１の格子１１０を形成し、基板１０２の裏側１０８の反対を向いた表側１０４にアウトカプラに対応する第２の格子１２０を形成することを含む。ステップ６０２は、第１の格子１１０が基板１０２の裏側１０８に形成されること以外は、方法２００のステップ２０２に類似している。
［００７８］図６及び図７Ｂを参照すると、ステップ６０４において、方法６００は、表側１０４に第１の封入材１４０を堆積させることを含む。ステップ６０４は、第１の封入材１４０が、基板１０２の表面１０４の上、間隙１２４、及び構造１２２の側壁１２６及び上面１２８に沿って堆積されること以外は、方法２００のステップ２０４に類似している。
［００７９］図６及び図７Ｂを参照すると、ステップ６０６において、方法６００は、裏側１０８に第２の封入材１４６を堆積させることをオプションとして含む。第２の封入材１４６は、基板１０２の裏側の面１０８の上、間隙１１４、及び構造１１２の上に堆積される。第２の封入材１４６は、基板１０２の裏側１０８から離れる方向に面する表面１４８を有する。第２の封入材１４６は、任意の適切なプロセスによって形成され得る。例えば、第２の封入材１４６は、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＦＣＶＤ、ＡＬＤ、及びスピンオンプロセスのうちの１又は複数によって形成され得る。
［００８０］図６及び図７Ｂを参照すると、ステップ６０８において、方法６００は、第１の封入材１４０及びオプションの第２の封入材１４６を硬化させることを含む。ステップ６０８は、硬化プロセスが基板１０２の表側１０４及び裏側１０８に適用され得ること以外は、方法２００のステップ２０６に類似している。
［００８１］図６及び図７Ｃを参照すると、ステップ６１０において、方法６００は、表側１０４の硬化した第１の封入材１４０の上に第１のハードマスク層１８２を堆積させることを含む。図６及び図７Ｄを参照すると、ステップ６１２において、方法６００は、表側１０４の第１のハードマスク層１８２の上にパターニングされた第２のハードマスク層１８４を形成することを含む。図６及び図７Ｅを参照すると、ステップ６１４において、方法６００は、表側１０４の第１の格子１１０の上の第１のハードマスク層１８２を除去することを含む。図６及び図７Ｆを参照すると、ステップ６１６において、方法６００は、表側１０４の第１の格子１１０の上の第１の封入材１４０をエッチングすることを含む。図６及び図７Ｇを参照すると、ステップ６１８において、方法６００は、表側１０４の第２の格子１２０の上の第１のハードマスク層１８２を除去することを含む。図６及び図７Ｈを参照すると、ステップ６２０において、方法６００は、表側１０４の第１及び第２の格子１１０、１２０の上にパターニングされたフォトレジスト層１８６を形成することを含む。図６及び図７Ｉを参照すると、ステップ６２２において、方法６００は、表側１０４のパターニングされたフォトレジスト層１８６及び第１の封入材１４０をエッチングすることを含む。ステップ６１０から６２２は、導波路コンバイナ１００Ｄが裏側１０８に第１の格子１１０を有すること以外は、方法２００のステップ２０８から２２０と類似している。
［００８２］図６及び図７Ｊを参照すると、ステップ６２４において、方法６００は、表側１０４及び裏側１０８の第１及び第２の格子１１０、１２０の上に包括的な封入材１５０を堆積させることを含む。ステップ６２４は、包括的な封入材１５０が表側１０４及び裏側１０８の上に配置されること以外は、方法２００のステップ２２２に類似している。包括的な封入材１５０は、第１及び第２の格子１１０、１２０の上の第２の封入材１４６の表面１４８に配置される。
［００８３］上述の内容は本開示の実施例を対象としているが、以下の特許請求の範囲によって決定されるその基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他のさらなる実施例を考案することが可能である。

Claims (20)

  1. デバイスであって、
    基板の上に形成された第１の格子であって、前記基板から離れる方向に延在する複数の第１の構造を有し、アウトカプラに対応する、第１の格子と、
    隣接する第１の構造間に形成された１又は複数の間隙に配置された第１の封入材であって、前記第１の封入材の充填比は、前記第１の格子に沿って減少する、第１の封入材と
    を備えるデバイス。
  2. 前記第１の封入材は、前記第１の格子に対して約０．２以下の屈折率コントラストを有する、請求項１に記載のデバイス。
  3. 前記第１の封入材は、約１．８から約２．２の屈折率を有する、請求項１に記載のデバイス。
  4. 前記第１の封入材は、ポリイミド、ポリイミドブレンド、又は金属－有機ポリイミドブレンドのうちの１又は複数を含む、請求項１に記載のデバイス。
  5. 前記第１の封入材の充填比は約０から約１の範囲である、請求項１に記載のデバイス。
  6. 前記充填比は直線的に減少する、請求項１に記載のデバイス。
  7. 前記充填比は段階的に減少する、請求項１に記載のデバイス。
  8. 前記充填比は非直線的に減少する、請求項１に記載のデバイス。
  9. 前記基板の上に形成された第２の格子を更に備え、前記第２の格子は、前記基板から離れる方向に延在する複数の第２の構造を有し、前記第２の格子は、インカプラに対応する、請求項１に記載のデバイス。
  10. デバイスであって、
    基板の上に形成された第１の格子であって、前記基板から離れる方向に延在する複数の第１の構造を有し、アウトカプラに対応する、第１の格子と、
    隣接する第１の構造間に形成された１又は複数の第１の間隙に配置された第１の封入材であって、前記第１の封入材の充填比は、前記第１の格子に沿って減少する、第１の封入材と、
    前記基板の上に形成された第２の格子であって、前記基板から離れる方向に延在する複数の第２の構造を有し、インカプラに対応する、第２の格子と
    を備えるデバイス。
  11. 前記第１の封入材は、隣接する第２の構造間に形成された１又は複数の第２の間隙に配置される、請求項１０に記載のデバイス。
  12. 前記第１及び第２の格子は、前記基板の表側に形成される、請求項１０に記載のデバイス。
  13. 前記第１の格子は前記基板の表側に形成され、前記第２の格子は前記基板の表側の反対を向いた裏側に形成される、請求項１０に記載のデバイス。
  14. 前記基板の裏側の上に配置された第２の封入材を更に備え、前記第２の封入材は、隣接する第２の構造間に形成された１又は複数の第２の間隙に配置される、請求項１３に記載のデバイス。
  15. 方法であって、
    基板の上に第１の格子を形成することであって、前記第１の格子は、前記基板から離れる方向に延在する複数の第１の構造を有し、前記第１の格子は、アウトカプラに対応する、基板の上に第１の格子を形成することと、
    前記基板の上に第２の格子を形成することであって、前記第２の格子は、前記基板から離れる方向に延在する複数の第２の構造を有し、前記第２の格子は、インカプラに対応する、前記基板の上に第２の格子を形成することと、
    前記第１及び第２の格子の上に第１の封入材を堆積させることと、
    前記第１の封入材を硬化させることと、
    前記第１及び第２の格子の上にパターニングされたフォトレジスト層を形成することと、
    前記パターニングされたフォトレジスト層を介して前記第１の封入材をエッチングすることであって、前記第１の封入材の充填比は前記第１の格子に沿って減少する、前記パターニングされたフォトレジスト層を介して前記第１の封入材をエッチングすることと、
    前記第１及び第２の格子の上に包括的な封入材を堆積させることと
    を含む方法。
  16. 硬化した前記第１の封入材の上に第１のハードマスク層を堆積させることと、
    前記第１のハードマスク層の上に、パターニングされた第２のハードマスク層を形成することと
    を更に含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 第１の格子の上の前記第１のハードマスク層を除去することと、
    前記パターニングされた第２のハードマスク層又は前記第１のハードマスク層の一方をエッチングマスクとして使用して、前記第１の格子の上の前記第１の封入材をエッチングすることと
    を更に含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記パターニングされたフォトレジスト層を形成することは、グレースケールリソグラフィプロセスを行うことを含む、請求項１５に記載の方法。
  19. 前記パターニングされたフォトレジスト層を介して前記第１の封入材をエッチングすることは、前記パターニングされたフォトレジスト層のプロファイルを前記第１の封入材に転写することを含む、請求項１５に記載の方法。
  20. 前記第１の格子は前記基板の表側に形成され、前記第１の封入材は前記表側に堆積され、前記第２の格子は前記表側の反対を向いた前記基板の裏側に形成され、前記裏側に第２の封入材を堆積させることを更に含む、請求項１５に記載の方法。
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