JP7293352B2 - 角度付き格子の形成 - Google Patents

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Description

[0001] 本開示の実施形態は、広くは、角度付きエッチングツールに関する。特に、本明細書で説明される実施形態は、種々の傾斜角度、深さ勾配、及び楔角度を有する格子を形成するために、角度付きエッチングツールを利用することを提供する。
[0002] 拡張現実は、拡張現実眼鏡のディスプレイレンズを通して又は周囲環境を見るための他のHMDデバイスを使用して見られ得る、ユーザ向けの体験を生成する。拡張現実デバイスを使用すると、ユーザは、表示向けに生成され、環境の一部として現れる仮想オブジェクトの画像を見ることができる。拡張現実には、ユーザの環境を増強又は拡張する仮想画像、グラフィックス、及びビデオだけでなく、オーディオ入力や触覚入力が含まれ得る。
[0003] 拡張現実デバイスの設計及び製造における１つの課題は、周囲環境に重ね合わされる仮想イメージの表示である。拡張導波結合器を使用して、画像の重ね合わせを支援する。生成された光は、先ず、拡張導波結合器の中に結合（インカップル：in-couple）され、拡張導波結合器を通して伝搬される。次いで、生成された光は、拡張導波結合器から外へ結合解除（アウトカップル：out-couple）されて、周囲環境上に重ね合わされる。光は、表面レリーフ格子を使用して、拡張導波結合器に結合され、拡張導波結合器から結合解除される。結合解除された光の強度は、従来の設計を使用して適切に制御できない場合がある。
[0004] 別の課題は、導波結合器が、拡張現実デバイスの所望の特性に応じて、種々の傾斜角度を有する格子を使用し得ることである。加えて、導波結合器は、光の結合及び結合解除を適切に制御するために、種々の傾斜角度を有する格子を含んでもよく、傾斜角度は、格子ベクトルとは異なる角度であってもよい。
[0005] したがって、改良された拡張導波結合器と、改良された格子及び格子マスターの製造方法とが、必要とされている。
[0006] １以上の実施形態では、格子を形成する方法が、基板上に配置された格子材料層の上に配置されているハードマスク層をエッチングして、複数の開口部を形成することと、ハードマスク層の複数の開口部を通して格子材料層内に第１の格子であって、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子を形成することとを含む。第１の格子は、第１の傾斜角度θ1’及び第１の形状ベクトルと第１の格子ベクトルとの間の角度φ1に対して第１のイオンビーム角θ1を特定し、格子材料層の第１の部分を、プラテン上に保持されている基板に対して第１のイオンビーム角度θ1にあるイオンビームの経路内に配置することによって形成され得る。該方法はまた、イオンビームが第１のイオンビーム角度θ1にあるときに１以上のプロセスパラメータを調整して、第１の形状ベクトル、第１の格子ベクトル、及び基板の面法線に対する第１の傾斜角度θ1’を有する第１の格子の第１の複数のフィンを形成することであって、第１の複数のフィンが第１の傾斜角度θ1’にあるように第１の格子の第１の複数のフィンを形成することも含む。幾つかの実施例では、第１の格子が、基板をプラテンの中心軸の周りで、イオンビームと第１の格子の第１の格子ベクトルとの間の第１の回転角度まで回転させることによって更に形成される。
[0007] 幾つかの実施形態では、格子を形成する方法が、第１の格子材料層をエッチングして、基板上に配置された第１の格子材料層内に第１の特徴を形成することと、第１の特徴内にエッチング停止層を堆積させることと、エッチング停止層上に第２の格子材料層を堆積させることと、第２の格子材料層上にハードマスク層を堆積させることとを含む。該方法は、ハードマスク層をエッチングして複数の開口部を形成することと、複数の開口部を通して第２の格子材料層内に第１の格子であって、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子を形成することを更に含む。第１の格子は、第１の傾斜角度θ1’及び第１の形状ベクトルと第１の格子ベクトルとの間の角度φ1に対して第１のイオンビーム角度θ1を特定することによって、並びに、プラテン上に保持された基板の第１の部分を、第１のイオンビーム角度θ1にあるイオンビームに対して配置することによって形成され得る。ここで、第１のイオンビーム角度θ1は、プラテンに平行な平面に対して測定される。該方法はまた、イオンビームが、第１のイオンビーム角度θ1にあり、基板の第１の部分と接触しているときに、１以上のプロセスパラメータを調整することも含む。幾つかの実施例では、プロセスパラメータが、イオンビームのデューティーサイクル、イオンビームの部分走査、イオンビームの走査速度、イオンビームを生成するための電源、又はそれらの任意の組み合わせであってよく、又はそれらを含んでよい。
[0008] 他の実施形態では、格子を形成する方法が、基板上に配置されている格子材料層上に配置されているハードマスク層内に複数の開口部をエッチングすることと、ハードマスク層内の複数の開口部を通して基板をエッチングし、格子材料層内に第１の格子であって、凹部内に形成された複数のフィンを備え、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子を形成することとを含む。第１の格子は、第１の傾斜角度θ1’及び第１の形状ベクトルと第１の格子ベクトルとの間の角度φ１に対して第１のイオンビーム角度θ1を特定することと、格子材料層の第１の部分を、第１のイオンビーム角度θ１にあるイオンビームに対して配置することとによって形成され得る。ここで、イオンビームは、プラテン上に保持されている基板に平行な平面に対して約１５度から約７５度の角度の範囲内で調整可能である。該方法は、イオンビームが第１のイオンビーム角度θ1にあるときに、基板をプラテンの中心軸の周りで、イオンビームと第１の格子の第１の格子ベクトルとの間の第１の回転角度まで回転させることと、第１の角度で第１の格子をエッチングして、複数のフィンの上部分を除去し、楔を形成することとを更に含む。ここで、第１の形状ベクトルは、楔ベクトルである。
[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、上記に短く要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付図面は例示的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容され得ることに留意されたい。
[0010] 本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、拡張導波結合器の透視平面図を描く。 [0011] 本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、角度付きエッチングシステムの側面概略断面図を描く。 [0012] 本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、角度付きエッチングシステムの側面概略断面図を描く。 [0013] 本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、角度付き格子を有する基板の一部分の概略斜視図を示す。 [0014] 本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、格子を形成するための方法を示すフローチャートである。 [0015] 図５Ａ～図５Ｊは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図４で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図５Ａ～図５Ｊは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図４で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図５Ａ～図５Ｊは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図４で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図５Ａ～図５Ｊは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図４で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図５Ａ～図５Ｊは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図４で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図５Ａ～図５Ｊは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図４で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図５Ａ～図５Ｊは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図４で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図５Ａ～図５Ｊは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図４で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図５Ａ～図５Ｊは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図４で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図５Ａ～図５Ｊは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図４で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 [0016] 本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、格子を形成するための別の方法を示すフローチャートである。 [0017] 図７Ａ～図７Gは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図６で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図７Ａ～図７Gは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図６で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図７Ａ～図７Gは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図６で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図７Ａ～図７Gは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図６で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図７Ａ～図７Gは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図６で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図７Ａ～図７Gは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図６で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図７Ａ～図７Gは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図６で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 [0018] 本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、格子を形成するための別の方法を示すフローチャートである。 [0019] 図９Ａ～図９Ｄは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図８で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図９Ａ～図９Ｄは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図８で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図９Ａ～図９Ｄは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図８で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図９Ａ～図９Ｄは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図８で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 [0020] 図１０は、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、格子を形成するための別の方法を示すフローチャートである。 [0021] 図１１Ａ～図１１Ｄは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図１０で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図１１Ａ～図１１Ｄは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図１０で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図１１Ａ～図１１Ｄは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図１０で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。 図１１Ａ～図１１Ｄは、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、図１０で描かれている方法中に生成されている間の異なる間隔での構造を示す。
[0022] 理解を容易にするために、図に共通する同一の要素を指し示すために、可能な場合には、同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられている。
[0023] 格子を採用する仮想及び拡張現実デバイスは、楔の（１以上の）格子が形成される方向が格子ベクトルと整合（align）しない場合がある、深さ調整傾斜格子を利用し得る。深さ調整傾斜格子は、種々の傾斜角度の且つ異なる深さ勾配を有する格子を形成するために、様々な角度に対応することができるイオンビームを使用して、ターゲット材料内でエッチングされる。格子深さの調整は、導波結合器などの光学デバイス内の光均一性を増加させる。
[0024] 本明細書で説明されるシステム及び方法を使用して、格子は、基板を回転させることによって、及び、プロセスパラメータ（例えば、イオンビームのデューティーサイクル）を調整することによって、格子ベクトルと整合していない深さ勾配を有するように形成され、基板に対する様々な方向で滑らかな深さプロファイルを生成する。本明細書で説明されるシステム及び方法を採用して、導波結合器又は他の光学素子を形成することができ、更にそれらを採用して、導波結合器又は他の光学素子をインプリンティングするためのマスターを形成することができる。本明細書で説明されるように形成される格子は、楔として又は他の断面形状を示すように形成され得る。
[0025] 本明細書で説明される格子は、複数のトラフ（trough）によって分離された複数のフィンから構成されるターゲット材料層内に形成されたパターンである。複数のフィンは、複数の深さ及び高さに形成することができ、角度付き調整可能イオンビームを使用してターゲット材料をエッチングすることによって、及び基板を回転させることによって形成される。複数のフィンは、基板平面に対して傾斜した角度で形成される。格子は、楔、矩形、又は他の多角形若しくは丸い形状、或いは複数の形状の組み合わせの断面形状寸法を有するように形成され得る。格子は、形成され、その後に高さ及び／又は限界寸法において修正され得る。本明細書で説明される限界寸法は、実施形態に応じて、格子のフィン高さ、ピッチ、幅、又は他の寸法を指し得る。
[0026] 格子ベクトルは、格子ラインと垂直に測定され、フィンの傾斜角度と整合する。楔方向（ベクトル）は、楔の格子の深さにおける変化、例えば、楔形状の格子の発見の深さが増大する方向によって測定され得る。１以上の実施例では、楔ベクトルが、（１以上の）格子の形成のために基板が配置される装置の走査方向と同じである。楔ベクトルと格子ベクトルとの間に形成された角度は、フィンの傾斜角度と組み合わせて使用され、格子を形成するために使用するイオンビーム角度を特定することができる。
[0027] 図１は、１以上の実施形態による、拡張導波結合器１００の透視正面図を描いている。以下で説明される拡張導波結合器１００は、例示的な拡張導波結合器であり、本開示の態様を実現するために、他の拡張導波結合器が使用され又は変形され得ることを理解されたい。拡張導波結合器１００は、第１の複数の格子１０８によって画定される入力結合領域１０２と、第２の複数の格子１１０によって画定される中間領域１０４と、第３の格子１１２によって画定される出力結合領域１０６とを含む。入力結合領域１０２は、マイクロディスプレイから強度を有する光の入射ビームを受け取る。複数の格子１０８の各格子は、入射ビームを複数のモードに分割し、各入射ビームは１つのモードを有する。
[0028] 異なるビームモードは、拡張導波結合器１００に対して異なる反応をする。例えば、ゼロ次モード（T0）ビームは、拡張導波結合器１００内で屈折して戻されるか、又は失われる。T0ビームとは対照的に、正の１次モード（T1）ビームは、拡張導波結合器１００を通って中間領域１０４に結合され、負の１次モード（T-1）ビームは、拡張導波結合器１００内でT1ビームとは反対の方向に伝搬する。理想的には、仮想イメージを中間領域１０４に向けるために、入射ビームが、入射ビームの強度の全てを有するT1ビームに分割される。１以上の実施形態では、複数の格子１０８の各格子が、T-1ビーム及びT0ビームを抑制するために角度を付けられる。T1ビームは、T1ビームが中間領域１０４内の第２の複数の格子１１０に接触するまで、拡張導波結合器１００を通って内部全反射（TIR）を受ける。
[0029] T1ビームが、第２の複数の格子１１０の格子に接触すると、T1ビームは、T0ビーム、T1ビーム、及びT-1ビームに分割される。T0ビームは、拡張導波結合器１００内で屈折して戻されるか又は失われ、T1ビームは、T1ビームが第２の複数の格子１１０の別の格子に接触するまで中間領域１０４内でTIRを受け、T-1ビームは、拡張導波結合器１００を通って出力結合領域１０６に結合される。中間領域１０４内でTIRを受けたT1ビームは、（１）拡張導波結合器１００通って中間領域１０４に結合されたT1ビームの強度が消尽されるまで、又は（２）中間領域１０４を通って伝搬する残りのT1ビームが、中間領域１０４の端部に到達するまで、第２の複数の格子１１０に接触し続ける。第２の複数の格子１１０は、拡張導波結合器１００を通って中間領域１０４に結合されるT1ビームを制御するように調整される。第２の複数の格子１１０を調整することは、ユーザの視点からマイクロディスプレイから生成される仮想イメージの視野を調整し、ユーザが仮想イメージを見ることができる視野角を増大させるように、出力結合領域１０６に結合されるT-1ビームの強度を制御する。
[0030] １以上の実施形態では、第２の複数の格子１１０が、本明細書では楔と称されてよく、楔を形成するフィンの傾斜角度（以下で説明される）、第１の側部１１４、及び第１の側部１１４とは反対側の角付き第２の側部１１６によって規定される。角付き側部１１６は、第１の部分１１６Ａ及び第２の部分１１６Ｂを含む。第２の複数の格子１１０は、湾曲した第１の端部１１８、第１の部分１２０Ａ及び第２の部分１２０Ｂによって規定された角付き第２の端部によって更に規定される。湾曲した第1の端部１１８は、実施形態に応じて様々な湾曲を採り得る。第１の角度αは、角付き側部１１６の第１の部分１１６Ａ及び角付き側部１１６の第２の部分１１６Ｂによって規定される。第２の角度βは、第２の部分１１６Ｂ及び角付き第２の端部の第１の部分１２０Ａによって規定される。第３の角度γは、角付き第２の端部の第１の部分１２０Ａ及び第２の部分１２０Ｂによって規定され得る。第４の角度δは、第１の側部１１４及び角付き第２の端部の第２の部分１２０Ｂによって規定され得る。本明細書で説明されるシステム及び方法は、楔又は他の形状を形成する。その場合、第２の複数の格子１１０の各フィンは、第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部は、角付き第２の側部１１６に沿って位置付けられ、フィンの第２の端部は、第１の側部１１４に沿って位置付けられる。第２の複数の格子１１０の各フィンは、様々な幾何学的特徴によって更に規定され得る。例えば、フィンの第１の側部は、傾斜（角度）を有し得る。それによって、角付き第２の側部１１６に沿ったフィンは、それぞれ傾斜を有する。各フィンの第２の側部は、アンダーカット（undercut）を有し得る。それによって、第１の側部１１４に沿ったフィンは、それぞれアンダーカットを有する。
[0031] 更に図１では、深さ勾配が、複数の格子１１０の第１の側部１１０Ａから第２の側部１１０Ｂへの方向において規定される。図１はまた、少なくとも第２の複数の格子１１０及び第３の複数の格子１１２用の深さ勾配も示している。各深さ勾配は、格子又は複数の格子のフィンの深さの増加又は減少の方向における深さ勾配によって更に規定され得る。深さ勾配は、図１の陰影を介して示され、深さ勾配は、第２の格子１１０について第１の側部１１０Ａから第２の側部１１０Ｂに向けて増加し、第３の複数の格子１１２の頂部１１２Ａから底部１１２Ｂに向けて増加する。第２の複数の格子１１０の格子ベクトル（ここでは図示せず）は、第２の複数の格子１１０と垂直に測定される。第２の複数の格子１１０の楔角度は、格子ベクトルと深さ勾配との間の角度として規定され得る。同様に、第３の複数の格子１１２の格子ベクトル（ここでは図示せず）は、第３の複数の格子１１２と垂直に測定される。
[0032] 拡張導波結合器１００を通して出力結合領域１０６に結合されたT-1ビームは、拡張導波結合器１００内でTIRを受ける。T-1ビームは、T-1ビームが複数の格子１１２の格子に接触するまでTIRを受け、ここで、T-1ビームは、（ａ）拡張導波結合器１００内で屈折して戻されるか又は失われるT0ビーム、（ｂ）T1ビームが複数の格子１１２の別の格子に接触するまで出力結合領域１０６内でTIRを受けるT1ビーム、及び（ｃ）拡張導波結合器１００から外に結合されるT-1ビームに分割される。出力結合領域１０６内でTIRを受けるT1ビームは、拡張導波結合器１００を通して出力結合領域１０６に結合されたT-1ビームの強度が消尽するか、又は出力結合領域１０６を通って伝搬する残りのT1ビームが、出力結合領域１０６の端部に到達するまで、複数の格子１１２の格子に接触し続ける。拡張導波結合器１００の外に結合されたT-1ビームの強度を制御して、ユーザの視点からマイクロディスプレイから生成される仮想イメージの視野を更に調整し、ユーザが仮想イメージを視認できる視野角を更に増大させるために、複数の格子１１２は、拡張導波結合器１００を通して出力結合領域１０６に結合されたT-1ビームを制御するように調整されなければならない。
[0033] 図２Ａ及び図２Ｂは、１以上の実施形態による、角度付きエッチングシステム２００の側面概略断面図を描いている。傾斜した角度を有する格子を形成するために、基板２１０上配置された格子材料２１２が、角度付きエッチングシステム２００によってエッチングされる。１以上の実施形態では、格子材料２１２が、基板２１０上に配置されたエッチング停止層２１１上に配置され、パターン形成されたハードマスク２１３が、格子材料２１２の上に配置される。１以上の実施形態では、格子材料２１２の材料が、各格子の傾斜角度θ’及び基板２１０の屈折率に基づいて選択され、光の結合及び結合解除を制御し、導波結合器を通る光の伝搬を促進する。幾つかの実施形態では、格子材料２１２が、炭酸化ケイ素（SiOC）、二酸化チタン（TiO2）、酸化ケイ素（例えば、二酸化ケイ素（SiO2））、バナジウム（IV）酸化物（VO2）、酸化アルミニウム（Al2O3）、インジウムスズ酸化物（ITO）、酸化亜鉛（ZnO）、五酸化タンタル（Ta2O5）、窒化ケイ素（SiN又はSi3N4）、窒化チタン（TiN）、及び／又は二酸化ジルコニウム（ZrO2）を含有する材料を含む。格子材料２１２は、約１．５と約２．６５の間の屈折率を有する。更に別の一実施形態では、パターン形成されたハードマスク２１３が、導波結合器が形成された後で除去される不透明なハードマスクである。例えば、不透明なハードマスクは、クロムや銀などの反射性材料を含む。
[0034] 幾つかの実施形態では、パターン形成されたハードマスク２１３が、透明なハードマスクである。１以上の実施形態では、エッチング停止層２１１が、導波結合器が形成された後で除去される不透明なエッチング停止層である。幾つかの実施形態では、エッチング停止層２１１が、透明なエッチング停止層である。角度付きエッチング装置２００は、本明細書で説明される角度付き格子を形成するために、例えばコントローラ（図示せず）を使用して、複数の指示命令を実行するように構成される。実行される複数の指示命令は、傾斜角度、イオンビーム角度、格子形成間のイオンビーム角度の変化、楔角度、深さ勾配、及び／又は（１以上の）格子から形成される楔の他の態様を含み得る。
[0035] 角度付きエッチングシステム２００は、イオンビーム源２０４を収容するイオンビームチャンバ２０２を含む。イオンビーム源は、リボンビーム、スポットビーム、又はフル基板サイズビームなどの、イオンビーム２１６を生成するように構成されている。イオンビームチャンバ２０２は、基板２１０の面法線２１８に対して角度αでイオンビーム２１６を向けるように構成されている。基板２１０は、第１のアクチュエータ２０８に結合されたプラテン２０６上に保持される。第１のアクチュエータ２０８は、y方向及び／又はz方向に沿った走査運動でプラテン２０６を移動させるように構成されている。面法線２１８に対して傾斜角度θ’を有する格子を形成するために、イオンビーム源２０４は、イオンビーム２１６を生成し、イオンビームチャンバ２０２は、イオンビーム２１６を角度αで基板２１０に向ける。第１のアクチュエータ２０８は、イオンビーム２１６が、イオンビーム角度θで格子材料２１２と接触し、格子材料２１２の所望の部分上に傾斜角度θ’を有する格子をエッチングするようにプラテン２０６を配置する。１以上のプロセスパラメータ（例えば、イオンビーム２１６のデューティーサイクル）を調整して、格子のフィンを様々な深さまで形成することができる。
[0036] 図３は、１以上の実施形態による、基板３０２の一部分３００の概略斜視図を描いている。イオンビーム角度θは、約0度と約９０度の間である。イオンビーム角度θは、格子形成中に好適には約１５度と約７５度との間で調整可能である。というのも、約０度又は約９０度に近いイオンビーム角度θは、格子３０４が傾斜しないように、約０度又は約９０度の傾斜角度θ’を有する格子３０４をもたらすからである。したがって、傾斜角度θ’は、イオンビーム角度と基板の回転位置との間の相対配向によって決定され得る。基板３０２は、プラテン２０６のｘ軸の周りで回転し、イオンビーム２１６と格子３０４の格子ベクトル３０８との間の回転角度Φが、格子３０４に対して垂直に測定される。本明細書で説明される楔を形成するために、イオンビームのデューティーサイクル及び／又は他のプロセスパラメータを調整して、エッチング深さを変更することができる。
[0037] １以上の実施例では、プロセスパラメータが、イオンビームのデューティーサイクル、イオンビームの部分走査、イオンビームの走査速度、イオンビームを生成するための電源（例えば、電位）、又はそれらの任意の組み合わせであってよく、又はそれらを含むことができる。幾つかの実施例では、デューティーサイクルが、約５％から約８５％で調整され、ここで、５％のデューティーサイクルは、格子の浅いフィンを形成し、８５％のデューティーサイクルは、格子のフィンをより深い深さまで形成する。他の実施例では、イオンビームの部分走査、イオンビームの走査速度、及び／又はイオンビームを生成するための電源を、独立に調整して、様々な深さ（例えば、比較的浅いものから比較的深いものまで）の格子フィンを形成することができる。楔形状断面を有する格子の形成が本明細書で説明されるが、他の実施例では、種々の格子を様々な深さ勾配及び傾斜角度で形成して、様々な形状寸法の組み合わせである湾曲、曲がり、角度付き、平坦、又は他の断面プロファイルを有する格子を形成することができる。
[0038] １以上の実施形態では、イオンビーム角度θが、格子の深さ勾配と整合する。上述の深さ勾配は、格子を横切るフィンの深さの変化量の測定値であり、深さ勾配は、フィンの深さが変化する方向である。イオンビーム角度θは、式θ＝atan（tan（θ’）／cos（φ））を使用して、格子角度からの回転によって特定され、フィンの傾斜角度を特定することができる。ここで、θ＝イオンビーム角度、θ’＝フィンの傾斜角度、φ＝格子の形状ベクトル、例えば楔ベクトルと、格子ベクトルとの間の角度である。形状ベクトルは、格子の深さ勾配が変化する方向であり、例えばフィンの深さが増加する方向である。深さ勾配は、格子を横切るフィンの深さの変化である。１以上の実施例では、２２度の傾斜の格子について、楔が格子ベクトルから４５度ずれている場合、θ＝atan（tan（２２．５度）／cos（４５度））≒３０．３度である。
[0039] 図４は、１以上の実施形態による、格子を形成する方法４００を示すフローチャートである。図５Ａ～図５Ｊは、方法４００中に生成されている間の異なる間隔での構造を示している。方法４００では、動作４０２において、化学気相堆積（CVD）を含み得る複数の副動作でターゲット積層体が製造される。動作４０２で形成されるターゲット積層体は、図５Ａで示され、基板５０２、及び基板５０２の上に形成される格子材料層５０４を含む。ターゲット積層体は、格子材料層５０４の上に形成されたハードマスク層５０６を更に含む。基板５０２は、SiO2などのシリコンベースの材料から形成されてよく、ハードマスク層５０６は、クロムやチタンなどの金属材料から、又は炭窒化ケイ素（SiCN）などの誘電材料から形成されてよい。格子材料層５０４は、炭酸化ケイ素（SiOC）、二酸化チタン（TiO2）、二酸化ケイ素（SiO2）、酸化バナジウム（VO2）、酸化アルミニウム（Al2O3）、インジウムスズ酸化物（ITO）、酸化亜鉛（ZnO）、五酸化タンタル（Ta2O5）、窒化ケイ素（Si3N4）、窒化チタン（TiN）、又は二酸化ジルコニウム（ZrO2）を含み得る。図５Ａで示されている積層体は、CVDを含む様々な副動作を使用して製造され得る。１以上の実施例では、格子材料層５０４が、１５０nmから３５０nmの厚さであり、ハードマスク層５０６が、約１５nmから約７０nmの厚さである。
[0040] 動作４０４では、ハードマスク層５０６の連続部分を除去して、ハードマスク層５０６内に開口部５０８を形成する。動作４０４は、１以上の化学物質を使用して湿式ストリップエッチング動作において実行され、開口部５０８を形成する。図５Ｂは、動作４０４でハードマスク層５０６の部分の除去の結果としてもたらされた構造を示している。動作４０６では、格子材料層５０４の一部分がエッチングされるか又はさもなければ除去されて、特徴５１０を形成する。図５Ｃは、動作４０６で特徴５１０の形成の結果としてもたらされた構造を示している。動作４０６は、選択的エリア処理（SAP）エッチングを使用して実行され、格子材料層５０４の１以上の部分を除去することができる。動作４０６中に、SAPエッチングを使用して、非限定的に図５Ｃで示されている特徴５１０の楔状断面を含む、様々な断面を含み得る特徴５１０を形成することができる。例えば、特徴５１０は、図５Ｃでは、楔又は三角形状として示されているが、他の実施例では、様々な多角形又は組み合わせ形状が、動作４０６でSAPエッチングを使用して形成され得る。特徴５１０は、凹部と称されてよく、第１の側面５１０Ａ、遷移面５１０Ｂ、及び第２の側面５１０Ｃによって画定される。第２の側面５１０Ｃは、第１の側面５１０Ａと対向し、遷移面５１０Ｂは、第１の側面５１０Ａと第２の側面５１０Ｃとの間で延在する。遷移面５１０Ｂは、基板５０２に対して角度５１２で形成される。図５Ｃの実施例では、第２の側面５１０Ｃが、第１の側面５１０Ａよりも深い深さに形成される。
[0041] １以上の実施形態では、SAPが、設計された数の露光サイクルを含み得る。その場合、所与の露光サイクルは、特定の方向に沿って処理ビームを走査すること、引き続いて、基板５０４を新しい回転位置まで回転させることを必然的に伴う。幾つかの実施例では、SAPエッチングが、２つの露光サイクル、４つの露光サイクル、６つの露光サイクル、８つの露光サイクル、又はそれ以上を含み得る。幾つかの実施例では、SAPエッチングが、種々の露光サイクルを含み得る。その場合、基板５０４は、種々の回転位置に配置される。それによって、各サイクルが、種々の回転位置で実行される。SAPエッチングの更なる態様が、米国特許第10,269,663号（カラム４,ライン３４からカラム７,ライン６１）、及び米国特許第10,302,826号に記載され、論じられており、それらは、参照により本明細書に組み込まれる。
[0042] 動作４０８では、エッチング停止層５１４が特徴５１０上に堆積される。図５Ｄは、動作４０８でエッチング停止層５１４の堆積の結果としてもたらされた構造を示している。エッチング停止層５１４は、CVDプロセス、原子層堆積（ALD）、又は特徴５１０上に共形コーティングを形成する別のプロセスを介して、動作４０８で堆積され得る。エッチング停止層５１４は、１５nmから５０nmの厚さに形成され得る。１以上の実施例では、エッチング停止層５１４が、動作４０８で、窒化タンタルなどの窒化物から形成される。別の一実施例では、エッチング停止層５１４が、動作４０８で、酸化ケイ素などのシリコンベースの材料から形成される。
[0043] 動作４１０では、第２の格子材料層５１６が、エッチング停止層５１４上に堆積される。第２の格子材料層５１６は、CVDを使用して堆積させることができ、特徴５１０の内側ならびに特徴５１０の両側に形成され、その結果、材料５１６Ａが過剰になる。図５Ｅは、動作４１０で第２の格子材料層５１６の堆積の結果としてもたらされた構造を示している。１以上の実施形態では、格子材料層５０４と第２の格子材料層５１６のそれぞれが、炭酸化ケイ素（SiOC）、酸化チタン（例えば、二酸化チタン（TiO2））、酸化ケイ素（例えば、二酸化ケイ素（SiO2））、バナジウム（IV）酸化物（VO2）、酸化アルミニウム（Al2O3）、インジウムスズ酸化物（ITO）、酸化亜鉛（ZnO）、五酸化タンタル（Ta2O5）、窒化ケイ素（SiN若しくはSi3N4）、窒化チタン（TiN）、二酸化ジルコニウム（ZrO2）、それらの酸窒化物、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つから形成される。ハードマスク層５０６は、窒化ケイ素、酸化ケイ素、チタン若しくはクロムを含有する金属ベースの層、それらのドーパント、それらの合金、又はそれらの任意の組み合わせから形成される。
[0044] 引き続いて、動作４１２では、第２の格子材料層５１６からの余剰な材料が除去され（平坦化され）て、平坦化された面５１８を形成する。動作４１２における平坦化は、SAPエッチングを使用して実行することができる。図５Ｆは、動作４１２で平坦化の結果としてもたらされた構造を示している。動作４１４では、第２のハードマスク層５２０を、第２の格子材料層５１６上に堆積させ、エッチングして複数の開口部５２２を形成する。図５Ｇは、動作４１４で第２のハードマスク層５２０の堆積の結果としてもたらされた構造を示している。第２のハードマスク層５２０は、CVDを使用して動作４１４で堆積されてよく、深紫外線（DUV）リソグラフィを使用してエッチングされ、（例えば、DUVを使用して、エッチングプロセスを介してハードマスク層５２０に転写されるパターンを形成することによって）複数の開口部５２２を形成することができる。他の実施例では、第２のハードマスク層５２０を、ナノインプリントリソグラフィ（NIL）を使用してパターン形成し、複数の開口部５２２を形成することができる。動作４１４における１以上の実施例では、複数の開口部５２２が、第２のハードマスク層５２０上にフォトレジスト（図示せず）を堆積させること、DUVリソグラフィを実行して、フォトレジストをパターン形成すること、及びパターン形成されたフォトレジストを通して第２のハードマスク層５２０をエッチングすることを含む、複数の副動作で形成され得る。次いで、フォトレジストは、動作４１６の前に除去することができる。第２のハードマスク層５２０は、上述のようにハードマスク層５０６を形成するために使用される材料と同様の材料から形成され得る。１以上の実施例では、第２のハードマスク層５２０が、エッチング停止層５１４のものとは異なる材料から形成される。それによって、２つの材料は異なるエッチング選択性を有する。
[0045] 動作４１６では、第１の複数のフィン５２６を含む第１の格子５２４が、第２のハードマスク層５２０の複数の開口５２２を通して第２の格子材料層５１６内に形成される。図５Hは、動作４１６で第１の格子５２４の形成の結果としてもたらされた構造を示している。動作４１６は、図２Ａ及び図２Ｂで上述された角度付きエッチングシステムを使用して実行され、第１の傾斜角度で第１の複数のフィン５２６を形成することができる。動作４１６中に、第１の格子５２４を形成するために、基板５０２の第１の部分が、第１のイオンビーム角度にあるイオンビームに対して配置される。動作４１６は、第１の格子５２４用の第１のイオンビーム角度θ1を特定することを含む。上述されたように、第１のイオンビーム角度θ1は、式θ1＝atan（tan（θ1’）／cos（φ1））を使用して、第１の格子の格子角度からの回転によって特定され得る。
[0046] 基板５０２は、プラテン上に保持され、第１のイオンビーム角度は、上述のように、プラテンに平行な平面に対して測定される。基板５０２は、イオンビームが第１のイオンビーム角度にあるときに、イオンビームと第１の格子５２４の第１の格子ベクトルとの間の第１の回転角度まで、プラテンの中心軸の周りで回転される。イオンビームは、プラテンに平行な平面に対して約１５度から約７５度まで調整可能な角度を有するリボンビームである。第１の格子５２４を形成するために、第１の格子５２４の第１の端部５２４Ａに隣接するフィンが、第１の格子の第２の端部５２４Ｂに隣接するフィンよりも浅い深さに形成されるように形成された第１の複数のフィン５２６を有する。１以上の実施例では、第１の格子の深さは、約１０nmから約４００nmであり、複数のフィン５２６の各フィンの幅は、複数のフィン５２６のピッチの約３０％から約７０％である。複数のフィン５２６は、上述のように第１の傾斜角度で形成され、第１の傾斜角度は、約０度から約６０度であり得る。複数のフィン５２６は、格子５２４の第１の側部５２４Ａから第２の側部５２４Ｂまでの高さが増加するように、第１の深さ勾配に結合され、したがって、エッチングの深さを増加させることができる。底面５２４Ｃに沿ったフィン５２６の高さの変化は、楔角度５２８を生成し得る。イオンビームは、第１の格子５２４を形成するように調整され得る１以上のプロセスパラメータ（例えば、デューティーサイクル）を有する。例えば、プロセスパラメータは、イオンビームが、第１のイオンビーム角度にあり、基板の第１の部分と接触しているときに、デューティーサイクルの約５％から約８５％まで調整され得る。プロセスパラメータ（例えば５％）用のより短い調整時間を使用して、第１の格子５２４の第１の端部５２４Ａにおける又はその近傍のものなどの、より浅い深さを有するフィンを形成することができる。同様に、プロセスパラメータ（例えば８５％）用のより長い調整時間を使用して、第１の格子の第２の端部５２４Ｂにおける又はその近傍のものなどの、より深いかなりの深さを有するフィンを形成することができる。１以上の実施形態では、動作４１６として第１の格子５２４を形成するために使用される第１のイオンビーム角度が、第１の格子５２４の第１の深さ勾配と整合する。
[0047] １以上の実施形態では、更なる複数のフィンが、第１の格子５２４の形成後に、動作４１６の引き続いての反復中に形成され得る。この実施例では、動作４１６において、第１の格子の形成後に、第１のイオンビーム角度が、第１のイオンビーム角度とは異なる第２のイオンビーム角度に変更される。動作４１６の引き続いての反復は、第１のイオンビーム角度θ1とは異なり得る引き続いてのイオンビーム角度θXを特定することを含む。例えば、第２のイオンビーム角度θ2が、第１の格子５２４について特定され得る。上述のように、第２のイオンビーム角度θ2は、式θ2＝atan（tan（θ2’）／cos（φ2））を使用して特定され得る。基板の第２の部分は、イオンビームが第２のイオンビーム角度に配置されたときに、イオンビームの経路内に配置される。基板は、イオンビームが第２のイオンビーム角度にあるときに、イオンビームと第２の格子の第２の格子ベクトルとの間の第２の回転角度まで、プラテンの中心軸の周りで回転される。したがって、複数の格子は、動作４１６で、イオンビーム角度を変更し、基板を回転させることによって、種々の傾斜角度及び種々の深さ勾配で、単一の基板上に形成され得る。
[0048] 動作４１８では、第２のハードマスク層５２０が、例えば、動作４０４に関連して上述されたような湿式ストリップエッチングを使用して除去される。図５Ｉは、動作４１８で第２のハードマスク層５２０の除去の結果としてもたらされた構造を示している。方法４００の幾つかの実施形態では、動作４２０で、コーティング５２６Ａが、ALDプロセスを使用して、複数のフィン５２６上に任意選択的に形成される。１以上の実施例では、コーティング５２６Ａが、酸化物の１以上の層を含む。図５Ｊは、動作４２０で複数のフィン５２６上のコーティングの形成の結果としてもたらされた構造を示している。２以上の格子が形成される実施例では、一部又は全部の格子が、動作４２０においてそれらの上に配置されたコーティングを有し得る。１以上の実施例では、ALDプロセスを動作４２０で使用して、複数のフィン５２６を酸化物でコーティングすることができる。幾つかの実施例では、複数のフィン５２６の共形コーティングを形成する方法が採用され得る。１以上の実施例では、複数のフィン５２６が動作４２０でコーティングされて、複数のフィン５２６の限界寸法を調整又は微調整することができる。
[0049] 図６は、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、格子を形成する方法６００を示しているフローチャートである。図７Ａ～７Ｇは、方法６００中に生成されている間の異なる間隔での構造を示している。方法６００は、図４の方法４００に関して詳細に上述された動作４０２、４０４、及び４０６を含む。図７Ａは、基板５０２及び格子材料層５０４及びハードマスク層５０６を含む、動作４０２によって形成された構造を示している。図７Ｂは、動作４０４によって形成された構造を示している。その場合、開口部５０８は、方法４００で上述されたように、湿式ストリップ（化学）エッチングを使用して、ハードマスク層５０６内に形成される。図７Ｃは、特徴５１０を形成するために第１の格子層５０４の一部分を除去した後の、動作４０６によって形成された構造を示している。図５Ｃで示されているものと同様に、特徴５１０は、凹部又は角度付き凹部と称されてよく、第１の側面５１０Ａ、第１の側面５１０Ａと対向する第２の側面５１０Ｃ、及び第１の側面５１０Ａと第２の側面５１０Ｃとの間で延在する遷移面５１０Ｂによって画定される。遷移面５１０Ｂと第２の側面５１０Ｃとの間で形成された角度５１２。しかし、図６の方法６００では、動作４０６に引き続いてエッチング停止層及び第２の格子材料層が堆積される方法４００とは対照的に、ハードマスク層７０２が動作６０２で堆積される。ハードマスク層７０２は、CVDを使用して動作６０２で堆積され得る。図７Ｄは、動作６０２でハードマスク層７０２の堆積の結果としてもたらされた構造を示している。ハードマスク層７０２は、ハードマスク層５０６及び第２のハードマスク層５２０に関して上述されたのと同様の材料から形成され得る。
[0050] 引き続いて、動作６０４では、本明細書で第２のハードマスク層と称され得るハードマスク層７０２をエッチングして、複数の開口部７０４を形成する。図７Ｅは、動作６０４でハードマスク層７０２の開口部の形成の結果としてもたらされた構造を示している。幾つかの実施例では、動作６０４中に、ハードマスク層７０２が、同様に格子材料層５０４の部分７１０から除去される。複数の開口部７０４は、ハードマスク層７０２上にフォトレジスト（図示せず）を堆積させること、DUVリソグラフィを実行して、フォトレジストをパターン形成すること、及びパターン形成されたフォトレジストを通してハードマスク層７０２をエッチングすることを含む、複数の副動作で形成され得る次いで、フォトレジストは、動作６０６の前に除去することができる。他の実施例では、複数の開口部７０４が、NILを使用して動作６０４で形成することができる。
[0051] 動作６０６では、格子７０６が、上述されたように、傾斜角度で深さ勾配及び楔角度まで形成された複数のフィン７０８を含むように、角度付きエッチングを使用して形成され得る。動作６０６は、格子７０６を形成するために使用する第１のイオンビーム角度θ1を特定することを含む。上述のように、第１のイオンビーム角度θ1は、式θ1＝atan（tan（θ1’）／cos（φ1））を使用して特定され得る。図７Ｆは、動作６０６で格子７０６の形成の結果としてもたらされた構造を示している。動作６０６で形成される格子７０６は、基板５０２を回転させ、イオンビームの角度を変更することによって、角度付きエッチングシステムを使用して、図４の動作４１６で説明された１以上の格子と同様なやり方で形成され得る。例えば、動作６０６で形成される格子７０６は、基板及び／又は上に基板が配置されるプラテンと垂直な中心軸の周りで基板５０２を回転させることによって、角度付きエッチングによって形成され得る。イオンビーム、例えば、リボンビームが、基板５０２に対して所定の角度で配置され、イオンビームのデューティーサイクルを調整することによって様々な深さまで複数のフィン７０８を形成するために使用される。動作６０６は、上述された動作４１６の反復と同様に繰り返されて、様々な傾斜角度、深さ勾配、及び楔角度で、複数の格子を形成することができる。各イオンビーム角度θXは、上述されたように、動作６０６で引き続いて形成される各格子について特定され得る。方法６００の動作６０８では、格子材料層５０４の１以上の部分７１０が、SAPエッチングを使用して格子７０６から除去され、楔７１２を形成する。図７Ｇは、動作６０８における格子材料層５０４の部分７１０の除去に引き続いて、格子７０６の複数のフィン７０８の形成の結果としてもたらされた楔７１２を示している。図７Ｇは、更に、ハードマスク層７０２が除去された楔７１２を示している。それは、動作６０８又は本明細書では説明されない他の動作で生じ得る。
[0052] 図８は、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、格子を形成する方法８００を示しているフローチャートである。図９Ａ～９Ｄは、方法８００中に生成されている間の異なる間隔での構造を示している。方法８００の動作８０２では、例えばCVDを使用して、格子材料層９０２を含む基板が形成される。図９Ａは、動作８０２で格子材料層９０２の形成の結果としてもたらされた構造を示している。特に、図９Ａは、炭酸化ケイ素（SiOC）、酸化ケイ素（例えば、二酸化ケイ素（SiO2））、窒化ケイ素（SiN若しくはSi3N4）、又は炭窒化ケイ素（SiCN）のうちの少なくとも１つから、CVDを使用して約２００nmから約４００nmの厚さで、Siベースの材料から形成され得る格子材料層９０２を示している。ハードマスク層９０４が、格子材料層９０２の上に形成され、方法４００及び６００に関して上述されたように、金属又は誘電材料から形成され得る。
[0053] 動作８０４では、複数の開口部９０６が、ハードマスク層９０４内に形成される。図９Ｂは、動作８０４でハードマスク層９０４の形成の結果としてもたらされた構造を示している。複数の開口部９０６は、ハードマスク層９０４上にフォトレジスト（図示せず）を堆積させることと、DUVリソグラフィ及びエッチング又はNILを実行して、フォトレジストをパターン形成することと、パターン形成されたフォトレジストを通してハードマスク層９０４をエッチングすることとを含む、複数の副動作において動作８０４で形成され得る。次いで、フォトレジストは、動作８０６の前に除去され得る。図９Ｃは、動作８０４でハードマスク層９０４のエッチングの結果としてもたらされた構造を示している。
[0054] 動作８０６では、格子９０８が、本明細書で説明されるように、角度付きエッチングを使用してSiベースの材料からの格子材料層９０２内に形成される。動作８０６は、格子９０８を形成するために使用する第１のイオンビーム角度θ1を特定することを含む。上述されたように、第１のイオンビーム角度θ1は、式θ1＝atan（tan（θ1’）／cos（φ1））を使用して特定され得る。格子９０８は、楔形状の格子として形成され得る。その場合、格子９０８の複数のフィン９１０は、格子９０８の第１の端部９０８Ａから格子９０８の第２の端部９０８Ｂまでのサイズに増大する。格子９０８は、上述された動作４１６及び６０６についての格子と同様なやり方で、動作８０６で形成され得る。調整可能な角度を有するように構成されるイオンビームのデューティーサイクルを調整して、複数のフィン９１０のそれぞれを様々な深さまで形成し、上に格子材料層９０２が配置される基板は、同様に回転され得る。方法４００とは対照的に、方法８００ではエッチング停止層が使用されない。動作８０８では、例えば湿式ストリップを介した化学エッチングを使用して、ハードマスク層９０４が除去される。図９Ｄは、動作８０８でハードマスク層９０４の除去の結果としてもたらされた構造を示している。
[0055] 図１０は、本明細書に記載され、論じられる１以上の実施形態による、格子を形成する方法１０００を示しているフローチャートである。図１１Ａ～図１１Ｄは、方法１０００中に生成されている間の異なる間隔での構造を示している。方法１０００は、図４の方法４００の動作４０２と同様の様態で実行される動作４０２を含む。図１１Ａは、方法１０００の動作４０２の結果としてもたらされた構造を示している。図１１Ａは、基板５０２の上に形成された格子材料層５０４と、格子材料層の上に形成されたハードマスク層５０６とを示している。動作１００２では、DUVリソグラフィ及びエッチング又はNILを使用して上述された動作４０４及び８０４と同様のやり方で、ハードマスク層５０６を開いて、複数の開口部１１０１を形成する。図１１Ｂは、方法１０００の動作１００２でハードマスク層５０６を開いた結果としてもたらされた構造を示している。これは、ハードマスク層の連続部分が除去される、方法４００の動作４０４とは対照的である。引き続いて、方法１０００の動作１００４では、基５０２を回転させ、上述のようにイオンビームのデューティーサイクルを調整することによって、角度付きエッチングを使用して、格子材料層５０４内に格子１１０４が形成される。動作１００４は、格子１１０４を形成するために使用する第１のイオンビーム角度θ1を特定することを含む。上述されたように、第１のイオンビーム角度θ1は、式θ1＝atan（tan（θ1’）／cos（φ1））を使用して特定され得る。図１１Ｃは、方法１０００の動作１００４の格子１１０４の形成の結果としてもたらされた構造を示している。格子１１０４は、複数のフィン１１０６、第１の端部１１０４Ａ、第２の端部１１０４Ｂ、及び底部１１０４Ｃを有するように形成され、第１の端部１１０４Ａ及び第２の端部１１０４Ｂが、底部１１０４Ｃに対し実質的に直角となるように、矩形状を有するように形成されている。動作１００６では、SAPを使用してフィン１１０６の一部分を除去し、格子１１０４が楔の断面を有するように、格子１１０４の上面１１０８を形成する。これは、動作１００４で形成された矩形状とは対照的である。更に、動作１００６では、ハードマスク層１１０２のように、格子材料層５０４の部分５０４Ａ（図１１Ｃで示されている）が除去される。図１１Ｄは、方法１０００の動作１００６で格子１１０４のエッチングの結果としてもたらされた構造を示している。動作１００６で除去されるフィン１１０６の一部分は、基板５０２に対して測定される楔角度αで除去される。動作１００２、１００４、及び１００６は、本明細書で説明されるように、種々のイオンビーム角度、種々の基板回転角度、及びデューティーサイクルの調整を使用して、更なる格子を他の傾斜角度で格子材料層５０４内に形成するために繰り返され得る。
[0056] 本開示の実施形態は更に、以下の段落１～２９のうちの任意の１以上に関する。
[0057] 1.格子を形成する方法であって、基板上に配置された格子材料層の上に配置されているハードマスク層をエッチングして、複数の開口部を形成することと、ハードマスク層の複数の開口部を通して格子材料層内に第１の格子であって、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子を形成することとを含み、前記第１の格子を形成することは、式θ1＝atan（tan（θ1’）／cos（φ1））に従って第１のイオンビーム角度θ1を特定することであって、θ1’は第１の傾斜角度であり、φ1は第１の形状ベクトルと第１の格子ベクトルとの間の角度である、第１のイオンビーム角度θ1を特定すること、格子材料層の第１の部分を、プラテン上に保持されている基板に対して第１のイオンビーム角度θ1にあるイオンビームの経路内に配置すること、基板をプラテンの中心軸の周りで、イオンビームと第１の格子の第１の格子ベクトルとの間の第１の回転角度まで回転させること、並びに、イオンビームが第１のイオンビーム角度θ1にあるときにプロセスパラメータを調整して、第１の形状ベクトル、第１の格子ベクトル、及び基板の面法線に対する第１の傾斜角度θ1’を有する第１の格子の第１の複数のフィンを形成することであって、第１の複数のフィンが第１の傾斜角度θ1’にあるように第１の格子の第１の複数のフィンを形成することを含む、方法。
[0058] 2.格子を形成する方法であって、第１の格子材料層をエッチングして基板上に配置された第１の格子材料層内に第１の特徴を形成することと、第１の特徴内にエッチング停止層を堆積させることと、エッチング停止層上に第２の格子材料層を堆積させることと、第２の格子材料層上にハードマスク層を堆積させることと、ハードマスク層をエッチングして、複数の開口部を形成することと、複数の開口部を通して第２の格子材料層内に第１の格子であって、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子を形成することとを含み、前記第１の格子を形成することは、式θ1＝atan（tan（θ1’）／cos（φ1））に従って第１のイオンビーム角度θ1を特定することであって、θ1’は第１の傾斜角度であり、φ1は第１の形状ベクトルと第１の格子ベクトルとの間の角度である、第１のイオンビーム角度θ1を特定すること、第１のイオンビーム角度θ1にあるイオンビームに対して、プラテン上に保持されている基板の第１の部分を配置することであって、第１のイオンビーム角度θ1がプラテンと平行な平面に対して測定される、基板の第１の部分を配置すること、イオンビームが第１のイオンビーム角度θ1にあるときに、基板をプラテンの中心軸の周りで、イオンビームと第１の格子の第１の格子ベクトルとの間の第１の回転角度まで回転させること、並びに、イオンビームが、第１のイオンビーム角度θ1にあり、基板の第１の部分と接触しているときに、プロセスパラメータを調整することを含む、方法。
[0059] 3.格子を形成する方法であって、基板上に配置されている格子材料層上に配置されているハードマスク層内の複数の開口部をエッチングすることと、ハードマスク層内の複数の開口部を通して基板をエッチングし、格子材料層内に第１の格子であって、凹部内に形成された複数のフィンを備え、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子を形成することとを含み、前記第１の格子を形成することは、式θ1＝atan（tan（θ1’）／cos（φ1））に従って第１のイオンビーム角度θ1を特定することであって、θ1’は第１の傾斜角度であり、φ1は第１の形状ベクトルと第１の格子ベクトルとの間の角度である、第１のイオンビーム角度θ1を特定すること、第１のイオンビーム角度θ1にあるイオンビームに対して、格子材料層の第１の部分を配置することであって、イオンビームがプラテン上に保持されている基板に平行な平面に対して約１５度から約７５度の角度の範囲内で調整可能である、格子材料層の第１の部分を配置すること、イオンビームが第１のイオンビーム角度θ1にあるときに、基板をプラテンの中心軸の周りで、イオンビームと第１の格子の第１の格子ベクトルとの間の第１の回転角度まで回転させること、並びに、第１の角度で第１の格子をエッチングして複数のフィンの上部を除去し、楔を形成することであって、第１の形状ベクトルが楔ベクトルである、楔を形成することを含む、方法。
[0060] 4.格子を形成する方法であって、基板上に配置された格子材料層の上に配置されているハードマスク層をエッチングして、複数の開口部を形成することと、ハードマスク層の複数の開口部を通して格子材料層内に第１の格子であって、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子を形成することとを含み、前記第１の格子を形成することは、第１の傾斜角度θ1’及び第１の形状ベクトルと第１の格子ベクトルとの間の角度φ1に対して第１のイオンビーム角度θ1を特定すること、格子材料層の第１の部分を、プラテン上に保持されている基板に対して第１のイオンビーム角度θ1にあるイオンビームの経路内に配置すること、並びに、イオンビームが第１のイオンビーム角度θ1にあるときにプロセスパラメータを調整して、第１の形状ベクトル、第１の格子ベクトル、及び基板の面法線に対する第１の傾斜角度θ1’を有する第１の格子の第１の複数のフィンを形成することであって、第１の複数のフィンが第１の傾斜角度θ1’にあるように第１の格子の第１の複数のフィンを形成することを含む、方法。
[0061] 5.格子を形成する方法であって、基板上に配置された第１の格子材料層をエッチングして、第１の格子材料層内に第１の特徴を形成することと、第１の特徴内にエッチング停止層を堆積させることと、エッチング停止層上に第２の格子材料層を堆積させることと、第２の格子材料層上にハードマスク層を堆積させることと、ハードマスク層をエッチングして、複数の開口部を形成することと、複数の開口部を通して第２の格子材料層内に第１の格子であって、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子を形成することとを含み、前記第１の格子を形成することは、第１の傾斜角度θ1’及び第１の形状ベクトルと第１の格子ベクトルとの間の角度φ1に対して第１のイオンビーム角度θ1を特定すること、第１のイオンビーム角度θ1にあるイオンビームに対して、プラテン上に保持されている基板の第１の部分を配置することであって、第１のイオンビーム角度θ1がプラテンに平行な平面に対して測定される、基板の第１の部分を配置すること、並びに、イオンビームが、第１のイオンビーム角度θ1にあり、基板の第１の部分に接触しているときに、プロセスパラメータを調整することを含む、方法。
[0062] 6.格子を形成する方法であって、基板上に配置されている格子材料層上に配置されているハードマスク層内の複数の開口部をエッチングすることと、ハードマスク層内の複数の開口部を通して基板をエッチングし、格子材料層内に第１の格子であって、凹部内に形成された複数のフィンを備え、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子を形成することとを含み、前記第１の格子を形成することは、第１の傾斜角度θ1’及び第１の形状ベクトルと第１の格子ベクトルとの間の角度φ1に対して第１のイオンビーム角度θ1を特定すること、第１のイオンビーム角度θ1にあるイオンビームに対して、格子材料層の第１の部分を配置することであって、イオンビームがプラテン上に保持されている基板に平行な平面に対して約１５度から約７５度の角度の範囲内で調整可能である、格子材料層の第１の部分を配置すること、イオンビームが第１のイオンビーム角度θ1にあるときに、基板をプラテンの中心軸の周りで、イオンビームと第１の格子の第１の格子ベクトルとの間の第１の回転角度まで回転させること、並びに、第１の角度にある第１の格子をエッチングして複数のフィンの上部を除去し、楔を形成することであって、第１の形状ベクトルが楔ベクトルである、楔を形成することとを含む、方法。
[0063] 7.第１のイオンビーム角度θ1が、式θ1＝atan（tan（θ1’）／cos（φ1））に従って特定される、段落１から６のいずれか一つの方法。
[0064] 8.基板をプラテンの中心軸の周りで、イオンビームと第１の格子の第１の格子ベクトルとの間の第１の回転角度まで回転させることを更に含む、段落１から７のいずれか一つの方法。
[0065] 9.格子材料層内に、第２の形状ベクトル及び第２の格子ベクトルを有する第２の複数のフィンを備えた第２の格子を形成することを更に含み、前記第２の格子を形成することは、第２の傾斜角度θ2’及び第２の形状ベクトルと第２の格子ベクトルとの間の角度φ2に対して第２のイオンビーム角度θ2を特定すること、格子材料層の第２の部分を、第２のイオンビーム角度θ2にあるイオンビームの第２の経路内に配置して、格子材料層内に第２の格子を配置すること、基板をプラテンの中心軸の周りで回転させ、イオンビームと第２の格子の第２の格子ベクトルとの間に第２の回転角度をもたらすこと、並びに、イオンビームが第２のイオンビーム角度θ2にあるときにプロセスパラメータを調整して、第２の傾斜角度θ2’で形成され、第２の形状ベクトル及び第２の格子ベクトルを有する第２の複数のフィンを形成することを含む、段落１から８のいずれか一つの方法。
[0066] 10.第２の回転角度が、第１の回転角度とは異なり、第２のイオンビーム角度θ2が、式θ2＝atan（tan（θ2’）／cos（φ2））に従って特定される、段落１から９のいずれか一つの方法。
[0067] 11.イオンビームがリボンビームである、段落１から１０のいずれか一つの方法。
[0068] 12.第１のイオンビーム角度θ1が、基板に垂直な平面に対して約１５度から約７５度である、段落１から１１のいずれか一つの方法。
[0069] 13.格子材料層内に、第２の形状ベクトル及び第２の格子ベクトルを有する第２の複数のフィンを備えた第２の格子を形成することを更に含み、前記第２の格子を形成することは、式θ2＝atan（tan（θ2’）／cos（φ2））に従って第２のイオンビーム角度θ2を特定することであって、θ2’は第２の傾斜角度であり、φ2は第２の形状ベクトルと第２の格子ベクトルとの間の角度である、第２のイオンビーム角度θ2を特定すること、格子材料層の第２の部分を、第２のイオンビーム角度θ2にあるイオンビームの第２の経路内に配置して、格子材料層内に第２の格子を形成すること、基板をプラテンの中心軸の周りで回転させ、イオンビームと第２の格子の第２の格子ベクトルとの間に第２の回転角度をもたらすこと、並びに、イオンビームが第２のイオンビーム角度θ2にあるときにプロセスパラメータを調整して、第２の傾斜角度θ2’で形成され、第２の形状ベクトル及び第２の格子ベクトルを有する第２の複数のフィンを形成することを含む、段落１から１２のいずれか一つの方法。
[0070] 14.第２の回転角度が、第１の回転角度とは異なる、段落１から１３のいずれか一つの方法。
[0071] 15.プロセスパラメータが、イオンビームのデューティーサイクル、イオンビームの部分走査、イオンビームの走査速度、イオンビームを生成するための電源、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落１から１４のいずれか一つの方法。
[0072] 16.第１の格子を形成した後で、ハードマスク層を除去することを更に含む、段落１から１５のいずれか一つの方法。
[0073] 17.格子材料層が、炭酸化ケイ素、酸化ケイ素、炭窒化ケイ素、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせのうちの１以上を含む、段落１から１６のいずれか一つの方法。
[0074] 18.第１の格子材料層と第２の格子材料層のそれぞれが、炭酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化ケイ素、酸化バナジウム、酸化アルミニウム、インジウムスズ酸化物、酸化亜鉛、五酸化タンタル、窒化ケイ素、窒化チタン、又は二酸化ジルコニウムのうちの１以上を含む、段落１から１７のいずれか一つの方法。
[0075] 19.ハードマスク層が、酸化ケイ素、窒化ケイ素、又はそれらの組み合わせを含む、段落１から１８のいずれか一つの方法。
[0076] 20.第１の特徴が、凹部を備え、第１の格子材料層内の第１の深さまで形成された第１の側面、第１の格子材料層内の第２の深さによって画定された第２の側面、及び第１の側面と第２の側面との間で延在する第３の側面によって画定され、第１の深さは第２の深さ未満である、段落１から１９のいずれか一つの方法。
[0077] 21.第１の格子が、基板の面法線に対して第１の傾斜角度θ1’を有する複数のフィンを備える、段落１から２０のいずれか一つの方法。
[0078] 22.第１の複数のフィンが、凹部の第１の側面から凹部の第２の側面までの第１の深さ勾配に従って高さが減少する、段落１から２１のいずれか一つの方法。
[0079] 23.第１のイオンビーム角度θ1が、第１の格子の第１の深さ勾配と整合する、段落１から２２のいずれか一つの方法。
[0080] 24.ハードマスク層を除去すること、及び第１の複数のフィンを酸化物層でコーティングすることを更に含む、段落１から２３のいずれか一つの方法。
[0081] 25.第１の格子を形成した後に、第１のイオンビーム角度θ1を第１のイオンビーム角度θ1とは異なる第２のイオンビーム角度θ2に変更することと、第２の格子材料層内に第２の格子であって、第２の形状ベクトル及び第２の格子ベクトルを有する第２の複数のフィンを備えた第２の格子を形成することとを更に含み、前記第２の格子を形成することは、式θ2＝atan（tan（θ2’）／cos（φ2））に従って第２のイオンビーム角度θ2を特定することであって、θ2’は第２の傾斜角度であり、φ2は第２の形状ベクトルと第２の格子ベクトルとの間の角度である、第２のイオンビーム角度θ2を特定すること、基板の第２の部分を第２のイオンビーム角度θ2にあるイオンビームの経路内に配置すること、並びに、イオンビームが第２のイオンビーム角度θ2にあるときに、基板をプラテンの中心軸の周りで、イオンビームと第２の格子の第２の格子ベクトルとの間の第２の回転角度まで回転させることであって、イオンビームが第２のイオンビーム角度θ2で第２の格子材料層に接触して、第２の傾斜角度θ2’、第２の形状ベクトル、及び第２の格子ベクトルを有する、第２の複数のフィンを形成する、基板を第２の回転角度まで回転させることを含む、段落１から２４のいずれか一つの方法。
[0082] 26.第２の格子材料層を堆積させた後で、第２の格子材料層内に第１の格子を形成する前に、基板を平坦化することであって、基板内で第２の格子材料層の一部分を除去して第１の格子を形成するところの、基板を平坦化することを更に含む、段落１から２５のいずれか一つの方法。
[0083] 27.複数のフィン上に共形酸化コーティングを形成することを更に含む、段落１から２６のいずれか一つの方法。
[0084] 28.格子材料層内に、第２の複数のフィン、第２の形状ベクトル、及び第２の格子ベクトルを備えた第２の格子を形成することを更に含み、前記第２の格子を形成することは、式θ2＝atan（tan（θ2’）／cos（φ2））に従って第２のイオンビーム角度θ2を特定することであって、θ2’は第２の傾斜角度であり、φ2は第２の形状ベクトルと第２の格子ベクトルとの間の角度である、第２のイオンビーム角度θ2を特定すること、基板の第２の部分を第２のイオンビーム角度θ2にあるイオンビームの経路内に配置して、格子材料層内に第２の格子を形成すること、基板をプラテンの中心軸の周りで回転させ、イオンビームと第２の格子の第２の格子ベクトルとの間に第２の回転角度をもたらすこと、並びに、イオンビームが第２のイオンビーム角度θ2にあるときにプロセスパラメータを調整して、基板の面法線に対して第２の傾斜角度θ2’を有し、第２の形状ベクトル及び第２の格子ベクトルを有する第２の複数のフィンを形成することであって、プロセスパラメータが、イオンビームのデューティーサイクル、イオンビームの部分走査、イオンビームの走査速度、イオンビームを生成するための電源、又はそれらの任意の組み合わせを含む、第２の複数のフィンを形成することを含む、段落１から２７のいずれか一つの方法。
[0085] 29.段落１～２８のいずれか一つの方法を実行するための装置又はシステム。
[0086] したがって、本明細書で説明されるシステム及び方法を使用して、格子材料をインプリンティングするための拡張導波結合器及び／又はマスター向けの複数の格子が製造され得る。様々な深さ勾配及び傾斜角度の格子が、少なくとも、イオンビーム角度に対して基板を回転させることと組み合わせて、イオンビーム角度を変更すること、及びイオンビームのデューティーサイクルを調整することによって、本明細書で説明される実施形態を使用して単一の基板上に形成され得る。
[0087] 以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。本明細書で説明される全ての文書は、参照されることによって本明細書に組み込まれる。その文書は、任意の優先権書類、及び／又は、このテキストと矛盾しない範囲内での試験手順を含む。以上の一般的な説明と具体的な実施形態から明らかなように、本開示の複数の形態が図示され説明されてきたが、本開示の精神及び範囲から逸脱することなしに、様々な変形が行われ得る。したがって、それによって本開示が限定されることは意図していない。同様に、「備える、含む（comprising）」という用語は、米国法の目的のために、「含む（including）」という用語と同義であると考えられる。同様に、組成、要素、又は複数の要素の群の前に「備える、含む（comprising）」という移行フレーズが付いている場合には、常に、組成、要素、又は複数の要素の前に「本質的に～から成る（consisting essentially of）」、「～から成る（consisting of）」、「～から成る群から選択される（selected from the group of consisting of）」、又は「である（is）」という移行フレーズを有する、同じ組成又は複数の要素の群も考慮されていると理解され、逆もまた同様である。
[0088] 特定の実施形態及び特徴が、一組の数値上限と一組の数値下限を使用して説明された。別段の指定がない限り、任意の２つの値の組み合わせ、例えば、任意の下側値と任意の上側値の組み合わせ、任意の２つの下側値の組み合わせ、及び／又は任意の２つの上側値の組み合わせが、考慮されていると理解されたい。特定の下側値、上側値、及び範囲は、以下の１以上の請求項内で現れる。

Claims (18)

  1. 格子を形成する方法であって、
    基板上に配置された格子材料層の上に配置されているハードマスク層をエッチングして、複数の開口部を形成することと、
    前記ハードマスク層の前記複数の開口部を通して前記格子材料層内に第１の格子であって、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子をイオンビームを用いて形成することを含み、前記第１の格子を形成することは、
    第１の傾斜角度θ1’及び前記第１の形状ベクトルと前記第１の格子ベクトルとの間の角度φ1に対して第１のイオンビーム角度θ1を特定すること、
    前記格子材料層の第１の部分を、プラテン上に保持されている前記基板に対して前記第１のイオンビーム角度θ1にあるイオンビームの経路内に配置すること、並びに
    前記イオンビームが前記第１のイオンビーム角度θ1にあるときにプロセスパラメータを調整して、前記第１の形状ベクトル、前記第１の格子ベクトル、及び前記基板の面法線に対する前記第１の傾斜角度θ1’を有する前記第１の格子の第１の複数のフィンを形成することであって、前記第１の複数のフィンが前記第１の傾斜角度θ1’にあるように前記第１の格子の第１の複数のフィンを形成することを含む、第１の格子を形成することと、
    前記基板を前記プラテンの中心軸の周りで、前記イオンビームと前記第１の格子の前記第１の格子ベクトルとの間の第１の回転角度まで回転させることと、
    前記格子材料層内に、第２の形状ベクトル及び第２の格子ベクトルを有する第２の複数のフィンを備えた第２の格子を形成することを含み、前記第２の格子を形成することは、
    第２の傾斜角度θ 2 ’及び前記第２の形状ベクトルと前記第２の格子ベクトルとの間の角度φ 2 に対して第２のイオンビーム角度θ 2 を特定すること、
    前記格子材料層の第２の部分を、第２のイオンビーム角度θ 2 にある前記イオンビームの第２の経路内に配置して、前記格子材料層内に第２の格子を形成すること、
    前記基板を前記プラテンの前記中心軸の周りで回転させ、前記イオンビームと前記第２の格子の前記第２の格子ベクトルとの間に第２の回転角度をもたらすこと、並びに
    前記イオンビームが前記第２のイオンビーム角度θ 2 にあるときに前記プロセスパラメータを調整して、前記第２の傾斜角度θ 2 ’で形成され、前記第２の形状ベクトル及び前記第２の格子ベクトルを有する前記第２の複数のフィンを形成することを含む、第２の格子を形成することとを含む、方法。
  2. 前記イオンビームが、リボンビームであり、前記第１のイオンビーム角度θ1が、前記基板に垂直な平面に対して約１５度から約７５度である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１のイオンビーム角度θ1が、式θ1＝atan（tan（θ1’）／cos（φ1））に従って特定される、請求項１に記載の方法。
  4. 前記第２の回転角度が、前記第１の回転角度とは異なり、前記第２のイオンビーム角度θ2が、式θ2＝atan（tan（θ2’）／cos（φ2））に従って特定される、請求項１に記載の方法。
  5. 前記プロセスパラメータが、前記イオンビームのデューティーサイクル、前記イオンビームの部分走査、前記イオンビームの走査速度、前記イオンビームを生成するための電源、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記第１の格子を形成した後で、前記ハードマスク層を除去することを更に含み、前記格子材料層が、炭酸化ケイ素、酸化ケイ素、炭窒化ケイ素、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせのうちの１以上を含む、請求項１に記載の方法。
  7. 格子を形成する方法であって、
    基板上に配置された第１の格子材料層をイオンビームを用いてエッチングして、前記第１の格子材料層内に第１の構造を形成することと、
    前記第１の構造内にエッチング停止層を堆積させることと、
    前記エッチング停止層上に第２の格子材料層を堆積させることと、
    前記第２の格子材料層上にハードマスク層を堆積させることと、
    前記ハードマスク層をエッチングして、複数の開口部を形成することと、
    前記複数の開口部を通して前記第２の格子材料層内に第１の格子であって、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子をイオンビームを用いて形成することとを含み、前記第１の格子を形成することは、
    第１の傾斜角度θ1’及び前記第１の形状ベクトルと前記第１の格子ベクトルとの間の角度φ1に対して第１のイオンビーム角度θ1を特定すること、
    前記第１のイオンビーム角度θ1にあるイオンビームに対して、プラテン上に保持されている前記基板の第１の部分を配置することであって、前記第１のイオンビーム角度θ1が前記プラテンに平行な平面に対して測定される、前記基板の第１の部分を配置すること、並びに
    前記イオンビームが、前記第１のイオンビーム角度θ1にあり、前記基板の前記第１の部分に接触しているときに、プロセスパラメータを調整することを含む、方法。
  8. 前記プロセスパラメータが、前記イオンビームのデューティーサイクル、前記イオンビームの部分走査、前記イオンビームの走査速度、前記イオンビームを生成するための電源、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記第１の格子材料層と前記第２の格子材料層のそれぞれが、炭酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化ケイ素、酸化バナジウム、酸化アルミニウム、インジウムスズ酸化物、酸化亜鉛、五酸化タンタル、窒化ケイ素、窒化チタン、又は二酸化ジルコニウムのうちの１以上を含み、前記ハードマスク層が、酸化ケイ素、窒化ケイ素、又はそれらの組み合わせを含む、請求項７に記載の方法。
  10. 前記第１の構造が、凹部を備え、前記第１の格子材料層内の第１の深さまで形成された第１の側面、前記第１の格子材料層内の第２の深さによって画定された第２の側面、及び前記第１の側面と前記第２の側面との間で延在する第３の側面によって画定され、前記第１の深さは前記第２の深さ未満である、請求項９に記載の方法。
  11. 前記第１の格子が、前記基板の面法線に対して第１の傾斜角度θ1’を有する複数のフィンを備え、前記第１の複数のフィンが、前記凹部の前記第１の側面から前記凹部の前記第２の側面までの第１の深さ勾配に従って高さが減少し、前記第１のイオンビーム角度θ1が、前記第１の格子の前記第１の深さ勾配と整合する、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記ハードマスク層を除去すること、及び
    前記第１の複数のフィンを酸化物層でコーティングすることを更に含む、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記イオンビームが前記第１のイオンビーム角度θ1にあるときに、前記基板を前記プラテンの中心軸の周りで、前記イオンビームと前記第１の格子の第１の格子ベクトルとの間の第１の回転角度まで回転させることを更に含む、請求項９に記載の方法。
  14. 前記第１の格子を形成した後に、前記第１のイオンビーム角度θ1を前記第１のイオンビーム角度θ1とは異なる第２のイオンビーム角度θ2に変更することと、
    前記第２の格子材料層内に第２の格子であって、第２の形状ベクトル及び第２の格子ベクトルを有する第２の複数のフィンを備えた第２の格子を形成することとを更に含み、前記第２の格子を形成することは、
    第２の傾斜角度θ2’及び前記第２の形状ベクトルと前記第２の格子ベクトルとの間の角度φ2に対して第２のイオンビーム角度θ2を特定すること、
    前記基板の第２の部分を前記第２のイオンビーム角度θ2にある前記イオンビームの経路内に配置すること、並びに
    前記イオンビームが前記第２のイオンビーム角度θ2にあるときに、前記基板を前記プラテンの前記中心軸の周りで、前記イオンビームと前記第２の格子の第２の格子ベクトルとの間の第２の回転角度まで回転させることであって、前記イオンビームが前記第２のイオンビーム角度θ2で前記第２の格子材料層に接触して、前記第２の傾斜角度θ2’、前記第２の形状ベクトル、及び前記第２の格子ベクトルを有する、前記第２の複数のフィンを形成する、前記基板を第２の回転角度まで回転させることを含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記第２の格子材料層を堆積させた後で、前記第２の格子材料層内に前記第１の格子を形成する前に、内部に前記第１の格子が形成される前記基板を平坦化して、前記第２の格子材料層の一部分を除去することを更に含む、請求項９に記載の方法。
  16. 格子を形成する方法であって、
    基板上に配置されている格子材料層上に配置されているハードマスク層内の複数の開口部をエッチングすることと、
    前記ハードマスク層内の前記複数の開口部を通して前記基板をイオンビームを用いてエッチングし、前記格子材料層内に第１の格子であって、凹部内に形成された複数のフィンを備え、第１の形状ベクトル及び第１の格子ベクトルを有する第１の格子を形成することであって、前記第１の格子を形成することは、
    第１の傾斜角度θ1’及び前記第１の形状ベクトルと前記第１の格子ベクトルとの間の角度φ1に対して第１のイオンビーム角度θ1を特定すること、
    前記第１のイオンビーム角度θ1にあるイオンビームに対して、前記格子材料層の第１の部分を配置することであって、前記イオンビームがプラテン上に保持されている前記基板に平行な平面に対して約１５度から約７５度の角度の範囲内で調整可能である、前記格子材料層の第１の部分を配置すること、及び
    前記イオンビームが前記第１のイオンビーム角度θ1にあるときに、前記基板を前記プラテンの中心軸の周りで、前記イオンビームと前記第１の格子の前記第１の格子ベクトルとの間の第１の回転角度まで回転させること、を含む、前記基板をエッチングして第１の格子を形成することと、
    第１の角度で前記第１の格子をエッチングして前記複数のフィンの上部を除去し、楔を形成することであって、前記第１の形状ベクトルが楔ベクトルである、楔を形成することを含む、方法。
  17. 前記凹部が、前記基板内の第１の深さまで形成された第１の側面、前記基板内の第２の深さによって画定された第２の側面、及び前記第１の側面と前記第２の側面との間で延在する第３の側面によって画定され、前記第１の深さは前記第２の深さに等しい、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記格子材料層内に、第２の複数のフィン、第２の形状ベクトル、及び第２の格子ベクトルを備えた第２の格子を形成することを更に含み、前記第２の格子を形成することは、
    第２の傾斜角度θ2’及び前記第２の形状ベクトルと前記第２の格子ベクトルとの間の角度であるφ2に対して第２のイオンビーム角度θ2を特定すること、
    前記基板の第２の部分を第２のイオンビーム角度θ2にある前記イオンビームの経路内に配置して、前記格子材料層内に第２の格子を形成すること、
    前記基板を前記プラテンの前記中心軸の周りで回転させ、前記イオンビームと前記第２の格子の第２の格子ベクトルとの間に第２の回転角度をもたらすこと、
    前記イオンビームが前記第２のイオンビーム角度θ2にあるときにプロセスパラメータを調整して、前記基板の面法線に対して第２の傾斜角度θ2’を有し、前記第２の形状ベクトル及び前記第２の格子ベクトルを有する第２の複数のフィンを形成することであって、前記プロセスパラメータが、前記イオンビームのデューティーサイクル、前記イオンビームの部分走査、前記イオンビームの走査速度、前記イオンビームを生成するための電源、又はそれらの任意の組み合わせを含む、プロセスパラメータを調整して第２の複数のフィンを形成することを含む、請求項１６に記載の方法。
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