TW202204951A - 使用灰調微影術及傾斜蝕刻的深度調節傾斜光柵 - Google Patents

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Abstract

揭露一種有光柵結構的設備及用於形成該設備的方法。該光柵結構包括：使用灰階阻劑與光微影術在光柵層中形成楔形結構。複數個通道形成於該光柵層中，以在該光柵層中界定傾斜光柵結構。該楔形結構與該傾斜光柵結構是透過使用選擇性蝕刻製程形成。

Description

使用灰調微影術及傾斜蝕刻的深度調節傾斜光柵
本案揭示內容的實施例大致上關於一種在顯示設備中使用的方法和設備。更詳細而言，本案揭示內容關於用於波導件或其他應用中的光柵（grating）結構。
虛擬實境大致上被視為是電腦生成的模擬環境，在其中使用者有明顯的實體存在。能夠以3D形式生成虛擬實境體驗，並且使用頭戴式顯示器（HMD）進行觀看，該顯示器諸如眼鏡或其他可穿戴式顯示裝置，這些裝置具有近眼顯示面板作為透鏡，以顯示取代真實環境的虛擬實境之環境。
然而，擴增實境實現了這樣的體驗：使用者能夠可以透過眼鏡或其他HMD裝置的顯示透鏡，以觀看周圍環境，而且還看見為了顯示而生成的虛擬物體的影像，且該影像顯示成環境的一部分。擴增實境能夠包括任何類型的輸入，例如聲音與觸覺輸入，以及增強或擴增使用者所體驗的環境的虛擬影像、圖形、及影音。作為新興的技術，擴增實境存在許多挑戰和設計上的限制。
一項這樣的挑戰是顯示覆蓋在周圍環境上的虛擬影像，該虛擬影像具有從各使用者的觀看角度來看足夠清晰的影像。例如，如果使用者的眼睛未與顯示的虛擬影像精確對準，則該使用者可能會看到變形、不清楚的影像，或者可能無法完整觀看該影像。再者，從非最佳視角來看，該影像可能模糊並且具有低於期望的解析度。
因此，需要製造擴增實境顯示裝置的改善方法。
本案揭示內容大致上關於用於顯示設備或其他應用中的方法和設備。更詳細而言，本案揭示內容關於透過使用灰階微影術產生的波導件中所用的光柵結構。本文的方法也可形成用作奈米壓印微影術的母模（master）的波導件結構。
在一個實施例中，提供一種波導件結構。該結構具有基板，該基板上具有光柵層，其中楔形結構透過灰階微影術在光柵層中形成。該楔形結構具有第一端、第二端、和深度，其中該深度從第一端改變至第二端。該波導件結構也具有形成在該光柵層中的複數個通道，每一通道部分地界定複數個光柵結構的一部分，其中該複數個光柵結構的深度從第一端改變至第二端且由該楔形結構所界定。
另一實施例中，提供一種波導件結構。該波導件結構包括基板，該基板上有光柵層。該波導件結構也包括楔形結構，該楔形結構是透過灰階微影術形成於該光柵層中，其中該楔形結構具有一深度，該深度在至少第一方向和第二方向上改變而界定三維形狀。該波導件結構也包括形成在該光柵層中的複數個通道，每一通道部分地界定複數個光柵結構的一部分，其中該複數個光柵結構的深度在該第一方向和該第二方向上改變，如由該楔形結構所界定。
在又一實施例中，提供一種形成波導件結構的方法。該方法包括，使用灰階微影術在光柵層中形成楔形結構。該方法也包括在該光柵層上面形成硬遮罩和光阻劑堆疊。該方法進一步包括蝕刻該光阻劑堆疊。該方法也包括在該光柵層中形成複數個光柵結構。
揭示一種具有光柵結構的設備及用於形成該設備的方法。可透過改變光柵的高度而沿著該光柵的長度改變該光柵的強度。為了完成此舉，一種方法包括，使用灰調（gray-tone）微影術在光柵層中形成深度調節的楔形結構。複數個通道形成在光柵層中，以在該光柵層中界定傾斜的光柵結構。該楔形結構和該傾斜光柵結構是透過使用選擇性蝕刻製程形成。本文所述的方法也能夠可用於產生用作奈米壓印微影的母模的波導件結構。
圖1是波導件組合器100的透視前視圖。應理解，下文描述的波導件組合器100是示範性的波導件組合器。波導件組合器100包括由複數個光柵108界定的輸入耦合區域102、由複數個光柵110界定的中間區域104、以及由複數個光柵112界定的輸出耦合區域106。輸入耦合區域102接收入射光束（虛擬影像），該光束具有來自微型顯示器的強度。複數個光柵108中的每一光柵將入射光束分成複數個模式，每一光束具有一模式。零階模式（T0）光束在波導件組合器100中折射回或喪失，正一階模式（T1）光束透過波導件組合器100耦合到中間區域104，且負一階模式（T-1）光束在波導件組合器100中以與T1光束相反的方向傳播。在理想上，入射光束分成具有入射光束之所有強度的T1光束，以將虛擬影像引導到中間區域104。將入射光束分成具有入射光束之所有強度的T1光束的方法是，最佳化複數個光柵108中的每一光柵的傾斜角，以抑制T-1光束和T0光束。 T1光束透過波導件組合器100進行全內反射（TIR），直到T1光束與中間區域104中的複數個光柵110接觸為止。輸入耦合區域102的一部分可具有光柵108，該光柵108的傾斜角有別於該輸入耦合區域102的相鄰部分的光柵108的傾斜角。
T1光束接觸複數個光柵110中的一光柵。該T1光束被分成：在波導件組合器100中折射回或喪失的T0光束；T1光束，該T1光束在中間區域104中經歷TIR直到T1光束接觸複數個光柵110的另一光柵為止；以及透過波導件組合器100耦合到輸出耦合區域106的T-1光束。在中間區域104中經歷TIR的T1光束繼續接觸複數個光柵110的多個光柵，直到透過波導件組合器100耦合到中間區域104的T1光束的強度耗盡為止，或是透過中間區域104傳播的剩餘的T1光束抵達中間區域104的末端為止。必須調整複數個光柵110，以控制透過波導件組合器100耦合到中間區域104的T1光束，以控制耦合到輸出耦合區域106的T-1光束的強度，而調節從使用者的角度而言由微型顯示器產生的虛擬影像的視場，並且增加使用者能夠觀看虛擬影像的視角。對透過波導件組合器100耦合到中間區域104的T1光束進行控制的一項方法是，最佳化複數個光柵110的每一光柵的傾斜角，以控制耦合到輸出耦合區域106的T-1光束的強度。中間區域104的一部分可具有光柵110，該等光柵110的傾斜角有別於該中間區域104的相鄰部分的光柵110的傾斜角。再者，該等光柵110的傾斜角可與光柵108的傾斜角不同。
T-1光束穿過波導件組合器100傳遞至輸出耦合區域106，並且在波導件組合器100中經歷TIR，直到T-1光束接觸複數個光柵112的一光柵為止，其中T-1光束分成：在波導件組合器100中折射回或喪失的T0光束；T1光束，在輸出耦合區域106中歷經TIR直到該T1光束接觸複數個光柵112中的另一個光柵為止；或傳遞離開該波導件組合器100的T-1光束。在輸出耦合區域106中歷經TIR的T1光束繼續接觸複數個光柵112的多個光柵，直到通過波導件組合器100到達輸出耦合區域106的T-1光束的強度耗盡為止，或是透過輸出耦合區域106傳播的剩餘T1光束已到達輸出耦合區域106的末端為止。必須調整複數個光柵112，以控制透過波導件組合器100傳遞到輸出耦合區域106的T-1光束，以控制傳遞離開波導件組合器100的T-1光束的強度，而進一步調節從使用者的角度而言由微型顯示器產生的虛擬影像的視場，並且進一步增加使用者能夠觀看虛擬影像的視角。對透過波導件組合器100傳遞到輸出耦合區域106的T-1光束進行控制的一項方法是，最佳化複數個光柵112的每一光柵的傾斜角，以進一步調節視場且增加觀看角度。輸出耦合區域106的一部分可具有光柵112，該等光柵112的傾斜角有別於該輸出耦合區域106的相鄰部分的光柵112的傾斜角。再者，該等光柵112的傾斜角可與光柵108及光柵110的傾斜角不同。
在本文描述的實施例中，光柵108、110或112的深度可遍及耦合或中間區域變化。在一些實施例中，光柵的深度可以在光柵區域上平滑地變化。在一示範實施例中，遍及光柵區域上的深度範圍可從大約10nm到約400nm。在示範實施例中，於給定側上，光柵區域範圍可從約20mm到約50mm。因此，作為一個範例，光柵的深度變化的角度可以是約0.0005度。
在本文描述的實施例中，可以使用灰調的微影術（也稱為灰階微影術）產生深度調節光柵。灰階微影術是一步（one-step）製程，用於透過使用光學灰調（或灰階）遮罩在光阻劑層中產生三維微結構。灰階遮罩使不同量的光通過，而產生深度調節的光柵。相較於現存的方法，使用灰階微影術產生深度調節光柵容許有更少的處理操作及更高的楔形解析度。
本文描述的方法也可用在其他實施例中，以產生用作奈米壓印微影術的母模的波導件結構。在那些實施例中，光柵材料不需要具有像是在波導件應用中使用的光柵結構那樣的光學特性。在奈米壓印微影術的應用中，可針對材料的蝕刻特性及針對印模釋放性能（而非光學性能）挑選堆疊材料。雖然本文描述的一些實施例關於波導件，但該等方法及結構也可應用於奈米壓印微影術。
圖2是根據一實施例的深度調節傾斜光柵200的說明圖。由於光柵區域的長度與光柵202的高度相比的相對尺寸之故，無法以比例繪製。例如，如果光柵的長度為25mm，並且光柵深度從光柵區域的一端到另一端的變化為250nm，則光柵的角度ϑ為arctan（y/x），或者為0.000573°。因此，該結構在局部上顯得是有效平坦的。
如圖2中所見，在此實施例中，光柵202在高度上變化，圖的左側是較高的光柵。隨著光柵202移動到波導件的右邊緣，該光柵202在尺寸上變矮。在其他實施例中，光柵高度可以任何適合的方式沿著波導件變化。例如，在另一實施例中，較高的光柵可以在右邊，而較矮的光柵可以在左邊。在又一實施例中，較矮的光柵可以存在於波導件的左側和右側，而較高的光柵位於中間。在又一實施例中，較高的光柵可以存在於波導件的側邊上，而在中間有較矮的光柵。在其他實施例中，光柵高度可以任何線性或非線性樣式變化。另外，光柵高度可以沿著多個維度變化，而不僅僅是沿著波導件從左到右變化。任何一維或二維形狀或圖案都可以用於透過使用灰階微影術塑形波導件的光柵高度。作為一個範例，可以使用凹陷或凸起的圖案。另外，光柵202中的每個傾斜光柵結構能夠具有相對於垂直蝕刻停止層之表面的平面所測量的角度θ。角度θ例如為約0度和約70度。
如圖2所示，光柵202的一部分至少部分地由形成在波導件中的複數個通道204所界定。能夠使用灰調微影術形成複數個通道204。在一些實施例中，用於形成複數個通道204的製程與用於產生光柵202的製程相同。
圖3是用於形成如圖4A至圖4H所示的波導件結構400的方法300的流程圖。圖4A至圖4H未按比例繪製。波導件結構通常形成在基板上。在一個範例中，該基板是以矽為基礎的玻璃基板，在該基板上形成有視情況任選的蝕刻停止層和光柵層。在另一範例中，該基板是不具有蝕刻停止層的玻璃基板。在此情況下，該基板用作光柵層，並且該光柵結構直接形成在基板中。
在操作302，將蝕刻停止層和鰭材料層沉積在基板上。操作302的結果在圖4A中說明。圖4A是用於在波導件400中形成光柵結構的波導件結構400的剖面的放大部分。在該此範例中，波導件結構400具有基板402，該基板402上形成有蝕刻停止層404。基板402由諸如矽、氮化鈦、或鉻之類的光學透明材料製成。蝕刻停止層404形成在基板402上面。該蝕刻停止層404是例如透過化學氣相沉積（CVD）製程、物理氣相沉積（PVD）製程、或旋轉塗佈製程形成。蝕刻停止層404由耐蝕刻製程的材料形成，該材料尤其是例如氮化鈦或氮化鉭。
在蝕刻停止層404上面形成光柵層406（即，鰭材料層）。該光柵層406由光學透明材料形成。在一個範例中，光柵層406由諸如氮化矽或氧化矽的以矽為基礎的材料形成或是由諸如氧化鈦的以鈦為基礎的材料形成。光柵層406之材料具有高折射率，諸如大約1.3或更高，像是1.5，或甚至更高。大致上，光柵層406的厚度通常是小於約1微米，諸如約150nm和700nm。
在操作304，沉積灰階阻劑並且執行光微影術。能夠將灰階阻劑沉積成任何圖案，而產生波導件結構的期望深度和形狀。圖4B說明操作304的結果。說明基板402、蝕刻停止層404、和光柵層406。灰階阻劑層408沉積在光柵層406上。在此範例中，已執行光微影術，而在長度L上產生波導件結構410的形狀，在左側的深度為D，在右側的深度為D’。如前文所述，能夠使用光微影術在灰階阻劑中產生任何期望的一維、二維、或三維形狀。
在操作306，執行進入光柵材料中的轉移蝕刻。操作306的結果在圖4C中說明。在該示範實施例中，在執行光微影術之後，轉移蝕刻產生楔形結構401，鏡像反映（mirror）灰階阻劑層408的結構。在一個能夠與其他實施例組合的實施例中，將灰階阻劑層完全移除，並且在光柵層406中產生與波導件結構410類似的楔形結構401。
此示範實施例中的楔形結構401具有在第一端和第二端之間的長度L。該楔形結構401的第一端具有深度F，且第二端具有深度F’。即，在此實施例中，該楔形結構401的深度在第一端最小，而在第二端最大。從F到F’的深度大致是在約0nm到約700nm的範圍內。在該實施例中，長度L與深度F和F’相比實質上較大。例如，長度L可以為約25mm，而在第一端的深度F為約0nm至大約50nm，且在第二端的深度F’為約250nm至約700nm。因此，楔形結構401具有實質上淺的斜率。在此範例中，傾斜角小於1度，諸如小於0.1度，像是約0.0005度。為了清楚起見，此處以誇張的角度說明楔形結構401的斜率。
在操作308，將正形硬遮罩412沉積在光柵層406上。該硬遮罩412是例如透過使用CVD製程或PVD製程由氮化鈦形成。在一個範例中，硬遮罩412具有約30nm和約50nm的厚度。操作308的結果在圖4D中說明。能夠沉積正形硬遮罩412，使得硬遮罩412的厚度實質上均勻。在還有其他實施例中，能夠沉積正形硬遮罩412，使得厚度在光柵層406上的不同點處從約30nm至約50nm之間變化。正形硬遮罩412以使得硬遮罩412的斜率類似楔形結構401之斜率的方式沉積。
在操作310，在硬遮罩412上面形成光學平坦化層414，並且在該光學平坦化層414上面形成光阻劑層416。該光阻劑層416是透過使用例如微影製程由聚合材料形成。在一個範例中，透過使用旋轉塗佈、暴露光柵線、及顯影光阻劑而形成光阻劑層416。操作310的結果在圖4E中說明。
如圖4E所示，光學平坦化層414在厚度上有所變化，使得形成實質上平坦的頂表面。光學平坦化層414在厚度上變化，使得傾斜的正形硬遮罩412和光學平坦化層414的實質平坦的頂表面之間的空間被完全填充且在傾斜的楔形結構401上有變化的厚度。
在操作312，執行微影術，然後蝕刻硬遮罩412。操作312的結果在圖4F中說明。對於微影術而言，可以使用乾式掃描儀界定光柵線420。在其他實施例中可以使用其他解決方案。取決於目標應用，可以使用各種的微影工具或方法。可以使用蝕刻工具蝕刻硬遮罩412。蝕刻光阻劑堆疊使硬遮罩412圖案化。該硬遮罩412用作圖案引導件，以用於形成傾斜的光柵結構。圖4F中的光柵線420可以是垂直的或者可以是傾斜的（例如，相對於垂直呈角度）。在微影製程期間，可用變化的寬度和間隔製作光柵線，使得界定更多的光柵線420或界定更少的光柵線420。
在操作314，剝離光學平坦化層414和光阻劑層416。操作314的結果在圖4G中說明。剝離光學平坦化層414和光阻劑層416產生一組第一結構422，該等結構422類似於操作312的光柵線。
在操作316，執行傾斜蝕刻，而在光柵層406中產生光柵結構418。操作316的結果在圖4H中說明。傾斜蝕刻產生了複數個通道424，類似於圖2中的通道204，該等通道424至少部分地界定複數個光柵結構418的一部分。在操作314中產生的第一結構422是光柵結構418的頂部，而光柵結構418的底部是在操作316中產生且部分地由通道424所界定。在一個示範實施例中，使用帶狀束蝕刻器。可利用任何適合的蝕刻製程。
在操作318，可以執行視情況任選的操作以剝離硬遮罩412。在一些實施例中，可以執行溼式清潔。
本文所述的蝕刻製程有利地允許楔形結構在一或多個方向上有傾斜及/或曲率。圖5A至圖5C說明能夠於楔形結構的形狀的其他範例。圖5A說明波導件結構700的光柵層706中的楔形結構720。該楔形結構720具有兩個平坦的傾斜部分，該等部分從各別的周圍區域720a、720b朝向中央區域720c延伸。圖5B說明在波導件結構730的光柵層736中的楔形結構750。該楔形結構750是彎曲結構，該彎曲結構在周圍區域750a、750b具有淺深度D並且在中央區域750c有增加的深度。在一個範例中，楔形結構750具有拋物線形狀。深度D從周圍區域750a、750b至中心區域750c非線性式增加。圖5C說明在波導件結構760之光柵層766中的楔形結構780。該楔形結構780具有從第一端780a至第二端780b振盪的深度D，而形成楔形結構780的週期性深度D的圖案。圖中顯示楔形結構780具有深度D的線性、鋸齒形振盪。然而，考量深度D能夠非線性變化，如此該楔形結構具有在深度D上的波浪狀振盪。諸如楔形結構720、750、780之類的楔形結構的深度D能夠從第一端（即720a、750a、780a）到第二端（即720b、750b、780b）遍及其長度L線性或非線性變化。利用本文所述的灰階微影術和技術，能夠以單一行程（pass）而不是先前技術所要求的多次操作來圖案化不同形狀的楔形結構。
另一個範例中，楔形結構具有三維形狀。即，如圖6A至圖6C的範例中所說明，深度在多個方向（即，第一方向X和第二方向Y）上改變。圖6A說明具有鞍點形狀的曲率（即，雙曲線拋物面形狀）的楔形結構820。圖6B說明具有正曲率的橢圓拋物面形狀的楔形結構850。圖6C說明具有負曲率的橢圓拋物面形狀的楔形結構880。楔形結構的三維形狀不限於圖6A至圖6C的範例。也考量其他期望的形狀，例如尤其是具有正曲率或負曲率的正方域（square domain）中的拋物面、橢圓形、及線性傾斜形狀，且上述形狀能夠與本文所述之實施例一併使用。在這些情況下，楔形結構的深度在X和Y方向上都改變。因此，傾斜的光柵結構的上表面是彎曲的，如由楔形結構的曲率的形狀所界定。
透過利用本文所述的實施例，形成具有光柵結構的波導件結構，該等光柵結構包括任何圖案，該等光柵結構諸如傾斜的光柵結構。在波導件實施例中，傾斜的光柵結構透過更佳地收集和引導通過波導件的光，藉此改善投影圖像的清晰度，而改善波導件之功能。傾斜的光柵結構提供對投射到期望影像平面的光的波長的增加控制。由波導件輸出耦合的光功率的均勻性顯著地更均勻。本文所述的實施例藉由消除諸如機械研磨之類的製造製程而進一步改善波導件結構的製造，該機械研磨會損壞用於形成波導件結構的層。此外，本文描述的實施例利用灰階微影術產生具有二維或三維形狀的光柵，而允許在增加的應用範圍中使用波導件結構。例如，在其他實施例中，本文所述的方法用於產生用於奈米壓印微影術的母模。
雖然前述內容是針對本案揭示內容的實施例，但是在不背離本案揭示內容的基本範疇的情況下，可設計本案揭示內容的其他和進一步的實施例，且本案揭示內容的範疇由所附的申請專利範圍所決定。
100:波導件組合器 102:輸入耦合區域 104:中間區域 106:輸出耦合區域 108、110、112:光柵 200:傾斜光柵 202:光柵 204:通道 300:方法 302-318:操作 400:波導件結構 401:楔形結構 402:基板 404:蝕刻停止層 406:光柵層 408:灰階阻劑層 410:波導件結構 412:硬遮罩 414:平坦化層 416:光阻劑層 420:光柵線 422:結構 424:通道 700:波導件結構 706:光柵層 720:楔形結構 720a、720b:周圍區域 720c:中央區域 730:波導件結構 736:光柵層 750:楔形結構 750a、750b:周圍區域 750c:中央區域 760:波導件結構 766:光柵層 780:楔形結構 780a:第一端 780b:第二端 820、850、880:楔形結構
可以透過參考其中一些於附圖中說明的實施例而獲得上文簡要總結的本案揭示內容的更特定的敘述，而能詳細地理解本案揭示內容的上文記載特徵的方式。然而，應注意，附圖僅說明本案揭示內容的示範性實施例，因此不應被認為是對本案揭示內容的範疇的限制，因為本案揭示內容可以容許其他等效的實施例。
圖1是根據一個實施例的波導件組合器的透視前視圖。
圖2是根據一個實施例的深度調節的傾斜光柵的說明圖。
圖3是根據一個實施例的製造波導件結構的方法的流程圖。
圖4A至圖4H是根據一個實施例的波導件結構的一部分的概略剖面圖。
圖5A至圖5C是楔形結構的形狀的範例的剖面放大圖。
圖6A至圖6C是楔形結構的三維形狀的範例的透視圖。
為助於理解，只要可能則已使用相同的元件符號指定圖式中共通的相同元件。考量一個實施例的元件與特徵可有益地併入其他實施例，而無須贅述。
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200:傾斜光柵
202:光柵
204:通道

Claims (20)

  1. 一種波導件結構，包括： 一頂表面；一楔形結構，形成於該頂表面中，該楔形結構具有：一第一端，具有從該頂表面起算的一第一深度；一第二端，具有從該頂表面起算的一第二深度，該第二深度與該第一深度不同；及複數個通道，形成在該楔形結構中且延伸遠離該波導件結構之該頂表面，每一通道部分地界定複數個光柵結構的一部分，其中該複數個光柵結構的一高度從該第一端改變至該第二端並且由該楔形結構與每一通道之一底部所界定。
  2. 如請求項1所述之結構，其中該第一深度為約0nm至約50nm。
  3. 如請求項1所述之結構，其中該第二深度為約250nm至約700nm。
  4. 如請求項1所述之結構，其中該楔形結構之一深度從該第一端至該第二端振盪。
  5. 如請求項1所述之結構，其中每一光柵結構具有介於5nm至700nm之間的深度。
  6. 如請求項1所述之結構，其中每一光柵結構相對於一平面以一角度傾斜，該角度為0度至70度，該平面垂直該頂表面。
  7. 如請求項1所述之結構，其中該楔形結構與該複數個光柵結構是由一光學透明材料形成，該光學透明材料具有1.3或更高的折射率。
  8. 一種波導件結構，包括： 一基板； 一光柵層，形成於該基板上； 一楔形結構，形成於該光柵層中，其中該楔形結構具有： 一第一端，具有從該光柵層之一頂表面至該楔形結構之一頂部的一第一深度； 一第二端，具有從該光柵層之該頂表面至該楔形結構之該頂部的一第二深度，該第二深度與該第一深度不同；及 複數個通道，形成在該光柵層中，每一通道部分地界定複數個光柵結構的一部分，其中該複數個光柵結構的一高度在該第一端與該第二端之間改變。
  9. 如請求項8所述之結構，其中該複數個光柵結構之高度從該第一端至該第二端線性改變。
  10. 如請求項8所述之結構，其中該複數個光柵結構之高度從該第一端至該第二端非線性改變。
  11. 如請求項8所述之結構，其中該楔形結構具有相對於該光柵層之一頂表面的一傾斜角（slope angle），該傾斜角為小於1度。
  12. 如請求項8所述之結構，其中該光柵層由一光學透明材料形成，該光學透明材料具有1.3或更高的折射率。
  13. 如請求項8所述之結構，其中每一光柵結構具有介於5nm至700nm之間的一深度。
  14. 如請求項8所述之結構，其中每一光柵結構相對於一平面以一角度傾斜，該角度為0度至70度，該平面垂直該基板之一表面。
  15. 一種形成波導件結構的方法，包括： 在一光柵層上面形成一硬遮罩及在該光柵層上面形成一光阻劑堆疊，該光柵層中形成有一楔形結構，該楔形結構具有： 一第一端，具有從該光柵層之一頂表面至該楔形結構之一頂部的一第一深度； 一第二端，具有從該光柵層之該頂表面至該楔形結構之該頂部的一第二深度，該第二深度與該第一深度不同，其中該硬遮罩的多個部分透過該光阻劑堆疊暴露； 蝕刻該硬遮罩的暴露的該等部分，以暴露該光柵層中的該楔形結構的多個部分；及 蝕刻該楔形結構的暴露的該等部分，以在該光柵層中形成複數個光柵結構。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該光阻劑堆疊包括： 一光學平坦化層；及 一光阻劑。
  17. 如請求項15所述之方法，其中該楔形結構具有相對於該光柵層之一頂表面的一傾斜角，該傾斜角為小於1度。
  18. 如請求項17所述之結構，其中蝕刻該楔形結構的暴露的該等部分是一傾斜蝕刻，且該複數個光柵結構相對於一垂直平面呈角度，該垂直平面與一基板之一頂表面垂直。
  19. 如請求項17所述之結構，其中在蝕刻該硬遮罩的暴露的該等部分之後，將該光阻劑堆疊從該波導件結構剝離。
  20. 如請求項17所述之結構，其中在蝕刻該楔形結構的暴露的該等部分之後，將該硬遮罩從該波導件結構剝離。
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