TWI736303B - 用於平坦光學裝置的孔 - Google Patents

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Abstract

本文所述的實施例係關於用於製造光學裝置的方法。本文描述的方法使得能夠在基板上製造一或多個光學裝置，該基板具有圍繞每個光學裝置的孔，光學裝置具有複數個結構。本文描述的方法的一個實施例包括：在基板的表面上設置孔材料層，在孔和基板的表面上方設置結構材料層，在孔和結構材料層上方設置硬遮罩，在硬遮罩上方設置圖案化的光阻劑，圖案化的光阻劑界定暴露的硬遮罩部分，去除暴露的硬遮罩部分以暴露結構材料層的結構部分，並去除結構部分以在基板的表面的區域上方的孔之間形成複數個結構。

Description

用於平坦光學裝置的孔
本揭示的實施例總體而言係關於光學裝置。更具體地，本文所述的實施例提供了一或多個光學裝置的製造，該一或多個光學裝置具有圍繞每個光學裝置的孔（aperture）。
光學系統可用於透過結構的空間上變化的結構參數（例如，形狀、尺寸、定向）來操縱光的傳播。光學裝置的一個範例是平坦的光學裝置。可見光譜和近紅外光譜中的平坦光學裝置可能需要透明的基板，該等基板具有諸如奈米結構的結構設置於其上。然而，作為新興技術，處理透明基板以形成光學裝置是既複雜又具挑戰性的。舉例來說，入射光學系統的一或多個光學裝置中的一個光學裝置的束的直徑可大於所需光學裝置或不與所需光學裝置完全對準。來自直徑大於光學裝置的入射束的雜散光可能會降低光學系統的功能和效率，並且可能與基板以及不需要的相鄰光學裝置發生光學交互作用。
因此，本領域需要能夠在基板上製造一或多個光學裝置的方法，該基板具有圍繞每個光學裝置的孔。
在一個實施例中，提供了一種方法。該方法包括：在基板的表面上設置孔材料層，圖案化孔材料層，以在與以下之一者相對應的基板的表面的區域上方形成孔：由相鄰的光學裝置界定的第一空間和由相鄰的光學裝置中的一個光學裝置和基板的外周界定的第二空間，在孔和基板的表面上方設置結構材料層，在孔和結構材料層上方設置硬遮罩，將圖案化的光阻劑設置在硬遮罩上方，圖案化的光阻劑界定暴露的硬遮罩部分，去除該等暴露的硬遮罩部分以暴露結構材料層的結構部分，和去除結構部分以在基板的表面的區域上方的孔之間形成複數個結構。
在另一個實施例中，提供了一種方法。該方法包括：在基板的表面上設置結構材料層，在結構材料層上方設置孔材料層，圖案化孔材料層，以在與以下之一者相對應的基板的表面的區域上方形成孔：由相鄰的光學裝置界定的第一空間，和由相鄰的光學裝置中的一個光學裝置和基板的外周界定的第二空間，在孔和結構材料層上方設置有機平坦化層（OPL），將圖案化的光阻劑設置在OPL上方，圖案化的光阻劑界定暴露的OPL部分，去除暴露的OPL部分以暴露結構材料層的結構部分，和去除結構部分以在基板的表面的區域上方的孔之間形成複數個結構。
在又另一實施例中，提供了一種方法。該方法包括：在基板的表面上設置結構材料層，結構材料層設置在與以下之一者相對應的基板的表面的區域之間：由相鄰的光學裝置界定的第一空間，和由相鄰的光學裝置中的一個光學裝置和基板的外周界定的第二空間，在結構材料層上方設置硬遮罩，將圖案化的光阻劑設置在硬遮罩上方，圖案化的光阻劑界定暴露的硬遮罩部分，去除暴露的硬遮罩部分以暴露結構材料層的結構部分，去除結構部分以在基板的表面的區域之間形成複數個結構，及在區域上方形成孔。
本文描述的實施例係關於用於製造諸如超穎表面（metasurfaces）的光學裝置的方法。本文描述的方法使得能夠在基板上製造一或多個光學裝置，該基板具有圍繞每個光學裝置的孔，光學裝置具有在基板上形成的複數個結構，諸如奈米結構。本文描述的方法的一個實施例包括：在基板的表面上設置孔材料層，在孔和基板的表面上方設置結構材料層，在孔和結構材料層上方設置硬遮罩，在硬遮罩上方設置圖案化的光阻劑，圖案化的光阻劑界定暴露的硬遮罩部分，去除暴露的硬遮罩部分以暴露結構材料層的結構部分，並去除結構部分以在基板表面的區域上方的孔之間形成複數個結構。
第1A圖是基板101的頂視圖，該基板具有一或多個光學裝置102a、102b形成於其上。第1B圖是光學裝置102a的截面圖。光學裝置102a、102b中的每一個包括設置在基板101上的複數個結構104。在可以與本文描述的其他實施例結合的一些實施例中，光學裝置102a、102b是具有結構104的超穎表面，結構104是形成在（例如，直接或間接地）基板101的表面103上或與基板101的表面103成一體的奈米級特徵形式的奈米結構。奈米結構可以是基本上結晶的、單晶的、多晶的、非晶的、或其組合。在一個範例中，奈米結構的每個尺寸具有小於約1000 nm的尺寸，例如，小於約500 nm、小於約200 nm、小於約100 nm、或甚至小於約20 nm。儘管第1A圖和第1B圖以格狀佈置圖示了結構104，但是其他佈置也是可能的。格狀佈置並不意欲限制本文所提供的揭示內容的範圍。
亦可選擇基板101以透射（transmit）適當量的期望波長或波長範圍的光，諸如從約100到約300奈米的一或多個波長。在非限制的情況下，在一些實施例中，基板101被配置為使得基板101透射大於或等於約50％、60％、70％、80％、90％、95％、99％的IR至光譜的UV區域。基板101可以由任何合適的材料形成，只要基板101可以適當地透射期望的波長或波長範圍內的光並且可以用作光學裝置的適當支撐即可。在可以與本文描述的其他實施例結合的一些實施例中，與結構104的折射率相比，基板101的材料具有相對較低的折射率。基板選擇可以包括任何合適材料的基板，包括但不限於，非晶電介質、非-非晶電介質、晶體電介質、氧化矽、聚合物、和其組合。在可以與本文描述的其他實施例結合的一些實施例中，基板101包括透明材料。在可以與本文所述的其他實施例結合的一個實施例中，基板101是透明的，具有吸收係數小於0.001。合適的範例可包括氧化物、硫化物、磷化物、碲化物、或其組合。在一個範例中，基板101包括矽（Si）、二氧化矽（SiO2 ）、藍寶石、和包含材料的高折射率（high-index）透明材料。
一或多個光學裝置102a、102b中的每一個具有形成在基板101的表面103上或與基板101的表面103成一體的一或多個結構104。在可以與本文描述的其他實施例結合的一個實施例中，結構104可以具有相同的尺寸，諸如高度和寬度。在可以與本文描述的其他實施例結合的另一實施例中，結構104中的至少一個結構可以具有與附加的結構104的尺寸不同的至少一個尺寸，諸如高度和寬度中之一者。在可以與本文描述的其他實施例結合的一個實施例中，結構104可具有相同的折射率。在可以與本文描述的其他實施例結合的另一實施例中，結構104中的至少一個可以具有與附加的結構104的折射率不同的折射率。
在可與本文描述的其他實施例結合的一個實施例中，結構材料，即結構104的材料，包括含金屬的介電材料，其不限於含二氧化鈦（TiO2 ）、氧化鋅（ZnO）、二氧化錫（SnO2 ）、摻鋁的氧化鋅（AZO）、摻氟的氧化錫（FTO）、錫酸鎘（cadmium stannate）（氧化錫）（CTO）、和錫酸鋅（zinc stannate）（氧化錫）（SnZnO3 ）的材料。在可以與本文描述的其他實施例結合的另一實施例中，結構材料包括非導電非晶材料，諸如介電材料。介電材料可包括非晶電介質，非-非晶電介質、和晶體電介質。介電材料的範例包括，但不限於，含a-Si的材料，諸如氮化矽（Si3 N4 ）和非晶矽（a-Si）。
本文所述的製造一或多個光學裝置102a、102b的方法包括孔105的形成，如第3B圖至第3F圖、第5B圖至第5E圖、第7B圖至第7G圖、和第9E圖、第9H圖、第9I圖、第9L圖、和第9M圖所示，與結構104的每個外周結構106相鄰。在本文所述的實施例中，孔設置在區域108上方，區域108與由相鄰光學裝置102a、102b界定的空間及由光學裝置102a、102b之一者及基板101的外周界定的空間中的一者對應。在可以與本文描述的其他實施例結合的一些實施例中，孔是不透明的，使得不透射在約100至約3000奈米範圍內的一或多個波長。孔防止雜散光（即，入射束的光大於由結構104的每個外周結構106界定的表面積）使光學裝置102a、102b的功能和效率降低。孔材料，即孔的材料，包括，但不限於，含鉻（Cr）、氮化鈦（TiN）、非晶矽、鈦（Ti）、和鋁（Al）的材料。
第2圖是示出用於製造如第3A圖至第3F圖所示的光學裝置300的方法200的操作的流程圖。在操作201，如第3A圖所示，在基板101的表面103上設置孔材料層302。可以使用液體材料模鑄造（pour casting）處理、旋轉塗佈處理、液體噴塗處理、乾粉塗佈處理、網版印刷（screen printing）處理、刮刀塗佈處理、物理氣相沉積（PVD）處理、化學氣相沉積（CVD）處理、電漿增強（PECVD）處理、可流動CVD（FCVD）處理、原子層沉積（ALD）處理、蒸發處理、或濺射處理來將孔材料層302設置在表面103上。
在操作202，如第3B圖所示，對孔材料層302進行圖案化。圖案化孔材料層302在區域108上方形成孔105，區域108與由相鄰光學裝置102a、102b界定的空間及由光學裝置102a、102b之一者及基板101的外周界定的空間中的一者對應。圖案化孔材料層302可包括光刻處理或蝕刻處理，諸如離子注入、離子蝕刻、反應離子蝕刻（RIE）、定向RIE、微噴砂、噴水切割、雷射蝕刻、和選擇性濕式化學蝕刻。光刻處理可包括利用基板101的表面103上的對準標記和/或特徵。
在操作203，如第3C圖所示，將結構材料層304設置在孔105和基板101的表面103上方。可使用液體材料模鑄造（pour casting）處理、旋轉塗佈處理、液體噴塗處理、乾粉塗佈處理、網版印刷（screen printing）處理、刮刀塗佈處理、PVD處理、CVD處理、PECVD處理、FCVD處理、ALD處理、蒸發處理、或濺射處理來將結構材料層304設置在孔105和表面103上方。
在操作204，如第3D圖所示，將硬遮罩306設置在結構材料層304上方。可使用液體材料模鑄造處理、旋轉塗佈處理、液體噴塗處理、乾粉塗佈處理、網版印刷處理、刮刀塗佈處理、PVD處理、CVD處理、PECVD處理、FCVD處理、ALD處理、蒸發處理、或濺射處理來將硬遮罩306設置在結構材料層304上方。在可與本文描述的其他實施例結合的一個實施例中，硬遮罩306是不透明的硬遮罩，其在形成光學裝置300之後被去除。在另一個實施例中，硬遮罩306是透明的硬遮罩。硬遮罩306包括，但不限於，鉻（Cr）、銀（Ag）、Si3 N4 、SiO2 、TiN、和含碳（C）材料。
在操作205，如第3D圖所示，將圖案化的光阻劑308設置在硬遮罩306上方。透過將光阻劑材料設置在硬遮罩306上並實行光刻處理來形成圖案化的光阻劑308。圖案化的光阻劑308界定硬遮罩306的硬遮罩部分312（即，硬遮罩306的開口）。硬遮罩部分312對應於結構圖案310，以導致形成結構104。可以使用旋轉塗佈處理將圖案化的光阻劑308設置在硬遮罩306上。光阻劑材料308可包括，但不限於，包含光敏聚合物的材料。
在操作206，如第3E圖所示，去除硬遮罩306的硬遮罩部分312。去除硬遮罩部分312使結構材料層304的負結構部分314暴露。負結構部分314對應於結構圖案310，以導致形成結構104。在操作207，如第3E圖所示，去除結構材料層304的負結構部分314以形成結構104。在可與本文描述的其他實施例結合的一個實施例中，硬遮罩306的蝕刻速率低於結構材料層304的結構材料。可以透過離子蝕刻、RIE、或選擇性濕式化學蝕刻來去除硬遮罩部分312和負結構部分314。
在操作208，如第3F圖所示，去除硬遮罩306和圖案化的光阻劑308。去除硬遮罩306可包括離子蝕刻、RIE、或選擇性濕式化學蝕刻。去除圖案化的光阻劑308可包括本文描述的光刻處理或蝕刻處理。方法200形成具有設置在與結構104的每個外周結構106相鄰的區域108上方的孔105的光學裝置300。
第4圖是示出如第5A圖至第5E圖所示用於製造光學裝置500的方法400的操作的流程圖。在操作401，如第5A圖所示，在基板101的表面103上方設置結構材料層304。可以使用方法200的操作203中提供的一或多種處理來將結構材料層304設置在基板101的表面103上方。在操作402，如第5A圖所示，將孔材料層302設置在基板101的表面103上方。可以使用方法200的操作201中提供的一或多種處理來將孔材料層302設置在結構材料層304上方。在操作403，如第5B圖所示，對孔材料層302進行圖案化。圖案化孔材料層302在區域108上方形成孔105，區域108與由相鄰光學裝置102a、102b界定的空間及由光學裝置102a、102b之一者及基板101的外周界定的空間中的一者對應。圖案化孔材料層302可包括方法200的操作202中提供的一或多種處理。
在操作404，如第5C圖所示，將有機平坦化層（organic planarization layer，OPL）502設置在結構材料層304和孔105上方。OPL 502可包括光敏有機聚合物，其包括光敏材料，光敏材料在暴露於電磁（electromagnetic，EM）輻射時會發生化學變化，因此配置為使用顯影溶劑將其去除。例如，光敏有機聚合物可以是聚丙烯酸酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚苯醚樹脂（polyphenylenether resin）、聚苯硫醚樹脂、或苯並環丁烯（BCB）。更一般地，例如，OPL 502可包括任何有機聚合物和具有可以附接到有機聚合物的分子結構的分子結構的光敏化合物。可以使用旋轉塗佈處理來設置OPL 502。
在操作405，如第5C圖所示，將圖案化的光阻劑308設置在OPL 502上方。透過將光阻劑材料設置在OPL 502上並實行光刻處理來形成圖案化的光阻劑308。圖案化的光阻劑308界定OPL 502的OPL部分504（即，OPL 502的開口）。OPL部分504對應於結構圖案310，以導致形成結構104。可以使用旋轉塗佈處理將圖案化的光阻劑308設置在OPL 502上。圖案化的光阻劑308可以包括，但不限於，包含光敏聚合物的材料。
在操作406，如第5D圖所示，去除OPL 502的OPL部分504。去除OPL部分504使結構材料層304的負結構部分314暴露。負結構部分314對應於結構圖案310，以導致形成結構104。可以透過RIE、濕式蝕刻、和光刻來去除OPL部分504。在操作407，如第5D圖所示，去除結構材料層304的負結構部分314以形成結構104。可以透過離子蝕刻、RIE、或選擇性濕式化學蝕刻來去除負結構部分314。
在操作408，如第5E圖所示，去除OPL 502和圖案化的光阻劑308。去除圖案化的光阻劑308可包括本文描述的光刻處理或蝕刻處理。方法200形成具有設置在與結構104的每個外周結構106相鄰的區域108上方的孔105的光學裝置500。
第6圖是示出如第7A圖至第7G圖所示用於製造光學裝置700的方法600的操作的流程圖。在操作601，如第6A圖所示，在基板101的表面103上方設置結構材料層304。可以使用方法200的操作203中提供的一或多種處理來將結構材料層304設置在基板101的表面103上方。在操作602，如第7A圖所示，將硬遮罩306設置在結構材料層304上方。可以使用方法200的操作204中提供的一或多種處理來將硬遮罩306設置在結構材料層304上方。
在操作603，如第7A圖所示，在硬遮罩306上方設置孔材料層302。可以使用方法200的操作201中提供的一或多種處理來將孔材料層302設置在硬遮罩306上方。在可與本文描述的其他實施例結合的一個實施例中，結構材料層304是具有約450 nm至約1000 nm的厚度的含a-Si的層，硬遮罩306是具有約10 nm至約150 nm的厚度的含Si3 N4 的層，且孔材料層302是具有約10 nm至約200 nm的厚度的含Cr層。在操作604，如第7B圖所示，對孔材料層302進行圖案化。圖案化孔材料層302在區域108上方形成孔105，區域108與由相鄰光學裝置102a、102b界定的空間及由光學裝置102a、102b之一者及基板101的外周界定的空間中的一者對應。圖案化孔材料層302可包括方法200的操作202中提供的一或多種處理。
在操作605，如第7C圖所示，將OPL 502設置在硬遮罩306和孔105上方。在操作606，如第7D圖所示，將圖案化的光阻劑308設置在OPL 502上方。透過將光阻劑材料設置在OPL 502上並實行光刻處理來形成圖案化的光阻劑308。圖案化的光阻劑308界定OPL 502的OPL部分504。OPL部分504對應於結構圖案310，以導致形成結構104。
在操作607，如第7D圖所示，去除OPL 502的OPL部分504。去除OPL部分504使硬遮罩306的硬遮罩部分312暴露。在操作608，如第7D圖所示，去除硬遮罩306的硬遮罩部分312。去除硬遮罩部分312使結構材料層304的負結構部分314暴露。負結構部分314對應於結構圖案310，以導致形成結構104。在操作609，如第7E圖所示，去除OPL 502和圖案化的光阻劑308。去除圖案化的光阻劑308可包括本文描述的光刻處理或蝕刻處理。
在操作610，如第7F圖所示，去除結構材料層304的負結構部分314以形成結構104。在操作611，如第7G圖所示，去除硬遮罩306。去除硬遮罩306可包括使用方法200的操作204中提供的一或多種處理。方法200形成具有設置在與結構104的每個外周結構106相鄰的區域108上方的孔105的光學裝置700。
第8A圖是示出如第9A圖至第9E圖所示用於製造光學裝置900A的方法800A的操作的流程圖。在操作801，如第9A圖所示，在基板101的表面103上方設置結構材料層304。可以使用方法200的操作203中提供的一或多種處理來將結構材料層304設置在基板101的表面103上方。
在操作802，如第9A圖所示，將硬遮罩306設置在結構材料層304上方。可以使用方法200的操作204中提供的一或多種處理來將硬遮罩306設置在結構材料層304上方。在操作803，如第9C圖所示，將圖案化的光阻劑308設置在硬遮罩306上方。透過將光阻劑材料設置在硬遮罩306上並實行光刻處理來形成圖案化的光阻劑308。圖案化的光阻劑308界定硬遮罩306的硬遮罩部分312。硬遮罩部分312對應於結構圖案310，以導致形成結構104。
在操作804，如第9D圖所示，去除硬遮罩306的硬遮罩部分312。在操作805，如第9D圖所示，去除結構材料層304的負結構部分314以形成結構104。在操作806，如第9E圖所示，去除硬遮罩306和圖案化的光阻劑308。
在操作807，遮蓋基板101以暴露與結構104的每個外周結構106相鄰的區域108。遮蓋基板101可包括在結構104上方放置陰影遮罩以暴露區域108。在操作808，如第9F圖所示，將孔105設置在與結構104的每個外周結構106相鄰的區域108上方。
第8B圖是示出如第9A圖至9D圖和第9F圖至第9I圖所示用於製造光學裝置900B的方法800B的操作的流程圖。方法800B包括操作801-806。在操作809，如第9F圖所示，將間隙填充材料902設置在結構104上方。間隙填充材料902包括，但不限於，含聚合物、OPL、和旋轉塗佈材料。在操作810，如第9G圖所示，在間隙填充材料902和區域108上方設置孔材料層302。可以使用方法200的操作201中提供的一或多種處理來將孔材料層302設置在間隙填充材料902和區域108上方。在操作811，如第9H圖所示，去除間隙填充材料902上方的孔材料層302以在區域108上方形成孔105。在操作812，如第9I圖所示，去除間隙填充材料902。間隙填充材料902可以透過溶劑、濕式蝕刻、灰化、和RIE來去除。方法800A和800B形成具有設置在與結構104的每個外周結構106相鄰的區域108上方的孔105的光學裝置900A、900B。
第8C圖是示出如第9A圖至9D圖和第9J圖至第9N圖所示用於製造光學裝置900C的方法800C的操作的流程圖。方法800C包括操作801-806。在操作813，如第9J圖所示，將封裝層904設置在結構104和區域108上方。封裝層904包括，但不限於，Si3 N4 、SiO2 、低折射率含氟聚合物（fluoropolymers）、水凝膠、和包含光阻劑的材料。可以透過PVD、CVD、FCVD、和旋轉塗佈中的一或多者來設置封裝層904。在操作814，如第9K圖所示，將孔材料層302設置在封裝層904上方。可以使用方法200的操作201中提供的一或多種處理來將孔材料層302設置在封裝層904上方。在操作815，如第9L圖所示，將圖案化的蝕刻層906設置在與區域108相對應的孔材料層302上方，並在結構104上方暴露孔材料層302的一部分908。在操作816，如第9M圖所示，去除結構104上方的孔材料層302的部分908以在區域108上方形成孔105。在操作817，如第9N圖所示，去除圖案化的蝕刻層906。方法800C形成具有設置在與結構104的每個外周結構106相鄰的區域108上方的孔105的光學裝置900C。
總結來說，本文所述的實施例係關於用於製造光學裝置的方法。本文描述的方法使得能夠在基板上製造一或多個光學裝置，該基板具有圍繞每個光學裝置的孔，光學裝置具有複數個結構。孔設置在區域上方，區域與由相鄰光學裝置界定的空間及由光學裝置之一者及基板外周界定的空間中的一者對應。孔是不透明的，使得不透射一或多個波長。孔防止雜散光（即，入射束的光大於由結構的每個外周結構界定的表面積）使光學裝置的功能和效率降低。
儘管前述內容是針對本揭示的實施例，但可在不脫離本揭示的基本範疇的情況下設計本揭示的其他和進一步的實施例，並且其範疇由隨附申請專利範圍來確定。
101:基板 102a:光學裝置 102b:光學裝置 103:表面 104:結構 105:孔 106:外周結構 108:區域 200:方法 201:操作 202:操作 203:操作 204:操作 205:操作 206:操作 207:操作 208:操作 300:光學裝置 302:孔材料層 304:結構材料層 306:硬遮罩 308:光阻劑 310:結構圖案 312:硬遮罩部分 314:負結構部分 400:方法 401:操作 402:操作 403:操作 404:操作 405:操作 406:操作 407:操作 408:操作 500:光學裝置 502:有機平坦化層（OPL） 504:OPL部分 600:方法 601:操作 602:操作 603:操作 604:操作 605:操作 606:操作 607:操作 608:操作 609:操作 610:操作 611:操作 700:光學裝置 800A:方法 800B:方法 800C:方法 801:操作 802:操作 803:操作 804:操作 805:操作 806:操作 807:操作 808:操作 809:操作 810:操作 811:操作 812:操作 813:操作 814:操作 815:操作 816:操作 817:操作 900A:光學裝置 900B:光學裝置 900C:光學裝置 902:間隙填充材料 904:封裝層 906:蝕刻層 908:部分
因此，可以詳細理解本揭示的上述特徵的方式，本揭示的更具體的描述，簡要概述於上，可參照實施例，其中一些實施例示出在隨附圖式中 。然而，應當注意，隨附圖式僅示出本揭示的典型實施例，且因此不應將其視為限制其範圍，因為本揭示可承認其他等效的實施例。
第1A圖是根據實施例的基板的頂視圖，基板具有一或多個光學裝置形成於其上。
第1B圖是根據實施例的光學裝置中的一個光學裝置的截面圖。
第2圖是根據實施例的示出用於製造光學裝置的方法的操作的流程圖。
第3A圖至第3F圖是根據實施例的光學裝置的示意性截面圖。
第4圖是根據實施例的示出用於製造光學裝置的方法的操作的流程圖。
第5A圖至第5E圖是根據實施例的光學裝置的示意性截面圖。
第6圖是根據實施例的示出用於製造光學裝置的方法的操作的流程圖。
第7A圖至第7G圖是根據實施例的光學裝置的示意性截面圖。
第8A圖至第8C圖是根據實施例的示出用於製造光學裝置的方法的操作的流程圖。
第9A圖至第9M圖是根據實施例的光學裝置的示意性截面圖。
為了便於理解，在可能的情況下，已使用相同的元件符號來表示圖中共同的相同元件。可設想，在一個實施例中揭示的元件可以有利地利用於其他實施例，而無需特別敘述。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
101:基板
103:表面
104:結構
105:孔
106:外周結構
108:區域
300:光學裝置

Claims (20)

  1. 一種用於平坦光學裝置的孔的製造方法，包括以下步驟：在一基板的一表面上設置一孔材料層；圖案化該孔材料層，以在與以下之一者相對應的該基板的該表面的區域上方形成孔：由相鄰的光學裝置界定的一第一空間；和由該等相鄰的光學裝置中的一個光學裝置和該基板的一外周界定的一第二空間；在該等孔和該基板的該表面上方設置一結構材料層；在該等孔和該結構材料層上方設置一硬遮罩；將一圖案化的光阻劑設置在該硬遮罩上方，該圖案化的光阻劑界定暴露的硬遮罩部分；去除該等暴露的硬遮罩部分以暴露該結構材料層的結構部分；和去除該等結構部分以在該基板的該表面的區域上方的該等孔之間形成複數個結構。
  2. 如請求項1所述之方法，其中在形成該複數個結構之後，去除該圖案化的光阻劑和該硬遮罩。
  3. 如請求項2所述之方法，其中去除該圖案化的光阻劑包括一光刻處理或一蝕刻處理中的至少一種。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該孔材料層包括一或多種含鉻(Cr)、氮化鈦(TiN)、非晶矽(a-Si)、鈦(Ti)、和鋁(Al)的材料。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該設置該孔材料層包括一物理氣相沉積(PVD)處理、一化學氣相沉積(CVD)處理、一電漿增強(PECVD)處理、一可流動CVD(FCVD)處理、和一原子層沉積(ALD)處理中的一或多種。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該圖案化該孔材料層包括離子注入、離子蝕刻、反應離子蝕刻(RIE)、定向RIE、微噴砂、噴水切割、雷射蝕刻、和選擇性濕式化學蝕刻中的一或多種。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該硬遮罩包括含鉻(Cr)、銀(Ag)、氮化矽(Si3N4)、氧化矽(SiO2)、TiN、和碳(C)的材料中的一或多種。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該設置該硬遮罩包括一液體材料模鑄造處理、一旋轉塗佈處理、一液體噴塗處理、一乾粉塗佈處理、一網版印刷處理、一刮刀塗佈處理、一PVD處理、一CVD處理、一PECVD處理、一FCVD處理、和一ALD處理中的一或多種。
  9. 如請求項1所述之方法，其中該硬遮罩具有比該結構材料層更大的一蝕刻選擇性。
  10. 如請求項1所述之方法，其中該複數個結構中的每個結構是具有一尺寸小於約1000奈米(nm)的一奈米結構。
  11. 一種用於平坦光學裝置的孔的製造方法，包括以下步驟： 在一基板的一表面上設置一結構材料層；在該結構材料層上方設置一孔材料層；圖案化該孔材料層，以在與以下之一者相對應的該基板的該表面的區域上方形成孔：由相鄰的光學裝置界定的一第一空間；和由該等相鄰的光學裝置中的一個光學裝置和該基板的一外周界定的一第二空間；在該等孔和該結構材料層上方設置一有機平坦化層(OPL)；將一圖案化的光阻劑設置在該OPL上方，該圖案化的光阻劑界定暴露的OPL部分；去除該等暴露的OPL部分以暴露該結構材料層的結構部分；和去除該等結構部分以在該基板的該表面的區域上方的該等孔之間形成複數個結構。
  12. 如請求項11所述之方法，其中在該結構材料層和該孔材料層之間設置一硬遮罩。
  13. 如請求項12所述之方法，其中該結構材料層是一含非晶矽(a-Si)的層，該硬遮罩是一含氮化矽(Si3N4)的層，且該孔材料層是一含鉻(Cr)的層。
  14. 如請求項13所述之方法，其中該含a-Si的層具有約450奈米(nm)至約650nm的一第一厚度，該含Si3N4的層具有約10nm至約200nm的一第二厚度，且含Cr的層具有約10nm至約200nm 的一第三厚度。
  15. 如請求項11所述之方法，其中在形成該複數個結構之後，去除該圖案化的光阻劑和該OPL。
  16. 一種用於平坦光學裝置的孔的製造方法，包括以下步驟：在一基板的一表面上設置一結構材料層，該結構材料層設置在與以下之一者相對應的該基板的該表面的區域之間：由相鄰的光學裝置界定的一第一空間；和由該等相鄰的光學裝置中的一個光學裝置和該基板的一外周界定的一第二空間；在該結構材料層上方設置一硬遮罩；將一圖案化的光阻劑設置在該硬遮罩上方，該圖案化的光阻劑界定暴露的硬遮罩部分；去除該等暴露的硬遮罩部分以暴露該結構材料層的結構部分；去除該等結構部分以在該基板的該表面的該等區域之間形成複數個結構；及在該等區域上方形成孔。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該在該等區域上方形成該等孔包括：在該複數個結構和該等區域上方設置一封裝層；在該封裝層上方設置一孔材料層；在該等區域上方設置一圖案化的蝕刻層，以在該複數 個結構上方暴露該孔材料層的一部分；去除在該複數個結構上方的該孔材料層的該部分；和去除該圖案化的蝕刻層。
  18. 如請求項17所述之方法，其中該封裝層包括含氮化矽(Si3N4)、氧化矽(SiO2)、含氟聚合物、水凝膠、和光阻劑的材料中的一或多種。
  19. 如請求項16所述之方法，其中該在該等區域上方形成該等孔包括：遮蓋該複數個結構以暴露該等區域。
  20. 如請求項16所述之方法，其中該在該等區域上方形成該等孔包括：在該等區域之間的該複數個結構上方設置一間隙填充材料；在該間隙填充材料和該等區域上方設置一孔材料層；去除該間隙填充材料上方的該孔材料層；和去除該間隙填充材料。
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