TWI748495B - 用於平板光學元件製造之光阻劑負載方案 - Google Patents

用於平板光學元件製造之光阻劑負載方案 Download PDF

Info

Publication number
TWI748495B
TWI748495B TW109118563A TW109118563A TWI748495B TW I748495 B TWI748495 B TW I748495B TW 109118563 A TW109118563 A TW 109118563A TW 109118563 A TW109118563 A TW 109118563A TW I748495 B TWI748495 B TW I748495B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
auxiliary
substrate
optical element
critical dimension
structures
Prior art date
Application number
TW109118563A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202101030A (zh
Inventor
沙吉德可蓋瑞特 朵雪
拉特格 梅耶帝莫曼泰森
魯多維 葛迪
陳建安
賓克許羅伊特 沙
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商應用材料股份有限公司 filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW202101030A publication Critical patent/TW202101030A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI748495B publication Critical patent/TWI748495B/zh

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/002Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of materials engineered to provide properties not available in nature, e.g. metamaterials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/42Stripping or agents therefor
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/107Subwavelength-diameter waveguides, e.g. nanowires
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12035Materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083Constructional arrangements
    • G02B2006/12097Ridge, rib or the like
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12166Manufacturing methods
    • G02B2006/12176Etching
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/101Nanooptics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本揭示的實施例關於製造光學元件的方法。此方法的一實施例包括在基板的表面上安置結構材料層及在結構材料層上方安置圖案化光阻劑。圖案化光阻劑具有至少一元件部分與至少一輔助部分。各元件部分與各輔助部分暴露結構材料層的未遮罩部分。對應於各元件部分與各輔助部分的結構材料層的未遮罩部分被蝕刻。蝕刻未遮罩部分形成具有元件結構與至少一輔助區的至少一光學元件,元件結構對應於至少一元件部分的未遮罩部分,至少一輔助區具有對應於至少一輔助部分的未遮罩部分的輔助結構。

Description

用於平板光學元件製造之光阻劑負載方案
本揭示的實施例大體上關於光學元件。更具體地,本文所述的實施例提供一或多個光學元件的製造。
光學元件可用以操縱光的傳播。光學元件的一實例為平板光學元件。可見光與近紅外線光譜中的平板光學元件會需要透明基板,具在安置在基板上的諸如奈米結構的結構。然而,隨著新興技術,處理透明基板以形成光學元件同時是複雜且具挑戰性。例如,在相鄰光學元件之間及光學元件與基板的周圍之間的區域中的結構材料的大面積可被蝕刻掉,使得光學元件只被基板的表面圍繞。只被基板的表面圍繞的光學元件造成不能夠決定蝕刻處理的終點,其會造成結構的不期望臨界尺寸。
因此,本領域需要的是製造光學元件的改良方法。
在一實施例中,提供一種方法。此方法包括在基板的表面上安置結構材料層與在結構材料層上方安置圖案化光阻劑。圖案化光阻劑具有至少一元件部分與至少一輔助部分。各元件部分與各輔助部分暴露結構材料層的未遮罩部分。對應於各元件部分與各輔助部分的結構材料層的未遮罩部分被蝕刻。蝕刻未遮罩部分形成具有元件結構與至少一輔助區的至少一光學元件,元件結構對應於至少一元件部分的未遮罩部分,至少一輔助區具有對應於至少一輔助部分的未遮罩部分的輔助結構。
在另一實施例中,提供一種方法。此方法包括在基板的表面上安置結構材料層與在結構材料層上方安置圖案化光阻劑。圖案化光阻劑具有至少一元件部分、至少一輔助部分、及至少一中間部分,至少一元件部分暴露結構材料層的未遮罩元件部分,至少一輔助部分遮罩基板的至少一輔助區,輔助區藉由將被形成的中間區與基板的周圍所界定,而至少一中間部分暴露各元件部分與各輔助部分之間的結構材料層的未遮罩中間部分。對應於各元件部分與各中間部分的結構材料層的未遮罩元件部分與未遮罩中間部分被蝕刻。蝕刻未遮罩元件部分與未遮罩中間部分形成具有元件結構與至少一中間區的至少一光學元件,元件結構對應於至少一元件部分的未遮罩部分,至少一中間區在各光學元件與各輔助區之間暴露基板的表面。輔助區被各輔助部分遮罩。
在又另一實施例中,提供一種方法。此方法包括在基板的表面上安置結構材料層與在結構材料層上方安置圖案化光阻劑。圖案化光阻劑具有至少一元件部分與至少一輔助部分,至少一元件部分暴露結構材料層的未遮罩元件部分,至少一輔助部分遮罩基板的至少一輔助區。輔助區藉由將被形成的中間區與基板的周圍所界定,而至少一中間部分暴露各元件部分與各輔助部分之間的結構材料層的未遮罩中間部分。各元件部分與各輔助部分之間的未遮罩距離是變動的。對應於各元件部分與各中間部分的結構材料層的未遮罩元件部分與未遮罩中間部分被蝕刻。蝕刻未遮罩元件部分與未遮罩中間部分形成具有元件結構與至少一中間區的至少一光學元件,元件結構對應於至少一元件部分的未遮罩部分,至少一中間區在各光學元件與各輔助區之間暴露基板的表面。輔助區被各輔助部分遮罩,而各中間區與各輔助部分之間的暴露距離是變動的。
本揭露的實施例關於製造光學元件的方法。此方法的一實施例包括在基板的表面上安置結構材料層與在結構材料層上方安置圖案化光阻劑。圖案化光阻劑具有至少一元件部分與至少一輔助部分。各元件部分與各輔助部分暴露結構材料層的未遮罩部分。對應於各元件部分與各輔助部分的結構材料層的未遮罩部分被蝕刻。蝕刻未遮罩部分形成具有元件結構與至少一輔助區的至少一光學元件,元件結構對應於至少一元件部分的未遮罩部分,至少一輔助區具有對應於至少一輔助部分的未遮罩部分的輔助結構。
第1圖是繪示製造一或多個光學元件200、300的方法100的操作的流程圖。第2A-2C圖是根據一實施例製造光學元件200的方法100期間的基板201的圖解頂視圖,而第2D-2F圖是根據一實施例製造光學元件200的方法100期間的基板201的圖解剖面視圖,此實施例可與本文所述的其他實施例結合。第3A-3C圖是根據另一實施例製造光學元件300的方法100期間的基板201的圖解頂視圖,而第3D-3F圖是根據一實施例製造光學元件300的方法100期間的基板201的圖解剖面視圖,此實施例可與本文所述的其他實施例結合。
在操作101,如第2A與2D圖及第3A與3D圖所示,光阻劑材料安置在結構材料層202上方。結構材料層202安置在基板201的表面203上方。光阻劑材料被顯影以形成圖案化光阻劑206、306。光阻劑材料可使用旋塗塗佈處理而安置在結構材料層202上方。圖案化光阻劑206、306可包括但不限於含光敏聚合物材料。顯影光阻劑材料可包括執行微影處理,諸如光微影與數位微影。
基板201也可選定以傳遞期望的波長或波長範圍的適量的光,諸如從約100奈米至約3000奈米的一或多種波長。不受到限制,在一些實施例中,配置基板201,使得基板201傳遞光譜的IR至UV區的大於或等於約50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%。基板201可由任何合適材料形成,只要基板201可適當地傳遞期望的波長或波長範圍的光,且可作為光學元件的合適支撐。在可與本文所述的其他實施例結合的一些實施例中,基板201的材料具有與結構材料層202的折射率相較為相對低的折射率。基板選擇可包括任何合適材料的基板,包括但不限於,非晶介電質、非不定形(non-amorphous)介電質、結晶介電質、氧化矽、聚合物、與前述的組合。在可與本文所述的其他實施例結合的一些實施例中,基板201包括透明材料。在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,基板201是透明的並具有小於0.001的吸收係數。合適的實例可包括氧化物、硫化物、磷化物、碲化物、或前述物的組合。在一實例中,基板201包括含有矽(Si)、二氧化矽(SiO2 )、藍寶石、與高折射率透明材料的材料。
結構材料層202可安置在基板201的表面203上方,藉由使用液體材料澆鑄處理、旋塗塗佈處理、液體噴塗塗佈處理、乾燥粉末塗佈處理、網印處理、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、蒸鍍處理、或濺鍍處理。在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,結構材料層202包括含金屬介電質材料,不限於含有二氧化鈦(TiO2 )、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2 )、鋁摻雜氧化鋅(AZO)、氟摻雜氧化錫(FTO)、鎘錫酸鹽(氧化錫)(CTO)、氧化鈮(Nb2 O5 )、與鋅錫酸鹽(氧化錫)(SnZnO3 )的材料。在可與本文所述的其他實施例結合的另一實施例中,結構材料包括非傳導非結晶材料,諸如介電質材料。介電質材料可包括非晶介電質、非不定形(non-amorphous)介電質、與結晶介電質。介電質材料的實施包括但不限於含Si材料,諸如氮化矽(Si3 N4 )與非晶矽(a-Si)。
在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,在操作101,圖案化光阻劑206、306安置在一或多個蝕刻層204上方,蝕刻層204諸如硬遮罩或蝕刻終止層,安置在結構材料層202上方。硬遮罩可安置在結構材料層202上方,藉由使用液體材料澆鑄處理、旋塗塗佈處理、液體噴塗塗佈處理、乾燥粉末塗佈處理、網印處理、刮刀塗佈處理、PVD處理、CVD處理、PECVD處理、FCVD處理、ALD處理、蒸鍍處理、或濺鍍處理。在一實施例中,硬遮罩是非透明硬遮罩,其在一或多個光學元件200形成之後被移除。在另一實施例中,硬遮罩是透明硬遮罩。硬遮罩的實例包括但不限於含有鉻(Cr)、銀(Ag)、Si3 N4 、SiO2 、TiN與碳(C)的材料。
在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,圖案化光阻劑206、306包括至少一元件部分208、308與至少一輔助部分212、312。在可與本文所述的其他實施例結合的另一實施例中,圖案化光阻劑206、306包括至少一元件部分208、308、至少一中間部分210、310、與至少一輔助部分212、312。各中間部分210、310在元件部分208、308與輔助部分212、312之間。至少一元件部分208、308、至少一中間部分210、310、與至少一輔助部分212、312的每一者暴露結構材料層202的未遮罩部分205、305。如第2C與2F圖及第3C與3F圖所示,各元件部分208、308對應於具有元件結構207的陣列的光學元件200、300,元件結構207的陣列形成在基板201的表面203上或與基板201的表面203整合。各中間部分210、310對應於光學元件200、300與輔助區216、316之間的中間區214、314。各輔助部分212、312對應於具有輔助結構209、309的陣列的結構201的輔助區216、316,輔助結構209、309也被稱為在本文詳細描述的虛擬(dummy)結構並形成在基板201的表面203上或與基板201的表面203整合。輔助區216、316是藉由各中間區214、314與基板201的周圍所界定的空間來界定。
在操作102,如第2B與2E圖及第3B與3E圖所示,結構材料層202的未遮罩部分205、305被蝕刻。蝕刻結構材料層202的未遮罩部分205、305包括至少一種乾式蝕刻處理,不限於離子佈植、離子蝕刻、反應性離子蝕刻(RIE)、定向RIE、電漿蝕刻、與濕式蝕刻的至少一者。蝕刻未遮罩部分205、305形成光學元件200、300的元件結構207,暴露在中間區214、314中的基板201的表面203,及輔助區216、316的輔助結構209、309。在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,在結構材料層202的未遮罩部分205、305之前,蝕刻一或多個蝕刻層204的未遮罩部分211。在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,蝕刻層204的至少一者具有比結構材料層202大的蝕刻選擇性。在操作103,如第2C與2F圖及第3C與3F圖所示,移除圖案化光阻劑206、306。移除圖案化光阻劑206、306可包括本文所述的微影處理或蝕刻處理。在具有一或多個蝕刻層204的實施例中,移除一或多個蝕刻層204。移除一或多個蝕刻層204可包括離子蝕刻、RIE、或選擇性濕式化學蝕刻。
在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,元件結構207可具有相同尺寸,諸如高度與寬度。在可與本文所述的其他實施例結合的另一實施例中,元件結構207的至少一者可具有與元件結構207的額外結構的尺寸不同的至少一尺寸,諸如高度與寬度的一者。在本文所述的一些實施例中,元件結構207的每一者的寬度是臨界尺寸213。在本文所述的一些實施例中,輔助結構209、309的每一者的寬度是臨界尺寸221、321。在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,元件結構207可具有相同折射率。在可與本文所述的其他實施例結合的另一實施例中,元件結構207的至少一者可具有與元件結構207的額外結構的折射率不同的折射率。在可與本文所述的其他實施例結合一些實施例中,光學元件200、300是具有元件結構207的超穎表面(metasurface),元件結構207是呈奈米尺度特徵的形式的奈米結構。在一實例中,奈米結構具有臨界尺寸213、313,小於約1000 nm,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。
元件結構207具有界定為相鄰元件結構207之間的距離的元件間隙218。在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,元件結構207的每一者的元件間隙218可為實質上相同的。在可與本文所述的其他實施例結合的另一實施例中,元件結構207的至少一者可具有至少一不同元件間隙218。輔助結構209、309具有界定為相鄰輔助結構307、309之間的距離的輔助間隙219、319。在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,輔助結構209、309的每一者的輔助間隙219、319可為實質上相同的。在可與本文所述的其他實施例結合的另一實施例中,輔助結構209、309的至少一者可具有至少一不同輔助間隙219、319。
方法100在基板201上方形成一或多個光學元件200,一或多個光學元件200藉由中間區214與輔助區216分開。光學元件200具有元件結構207的臨界尺寸213與輔助結構209的臨界尺寸221之間的關係。對於具有實質上相同的元件間隙218與輔助間隙219的光學元件200與輔助區216的部分,元件結構207的臨界尺寸213與輔助結構209的臨界尺寸221實質上是相同的。具有實質上相等元件間隙218與輔助間隙219的部分的實質上相等的臨界尺寸213與臨界尺寸221提供在結構材料層202的未遮罩部分205的蝕刻期間的負載相依(load dependence)的控制。負載相依(load dependence)意指圖案化光阻劑206、306(即,未遮罩部分205的暴露區域)的負載與結構材料層202的蝕刻速率之間的關係。
對於元件結構207的臨界尺寸213與輔助結構209的臨界尺寸221將為實質上相等,對於元件部分208與輔助部分212兩者而言,未遮罩部分205的寬度223是實質上相同的,元件部分208與輔助部分212對應於光學元件200與輔助區216的具有實質上相同的元件間隙218與輔助間隙219的部分。具有實質上相等未遮罩部分205的寬度223的元件部分208與輔助部分212提供圖案化光阻劑206的固定負載。固定負載提供操作102的蝕刻期間的終點偵測與提供小於約1000 nm的元件結構207的臨界尺寸213,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。終點偵測提供一旦元件結構207形成而終止操作102的蝕刻的能力,使得元件結構207的臨界尺寸213與側壁輪廓被保持。由於圖案化光阻劑206、306的固定負載,對於元件結構207與輔助結構209的臨界尺寸213實質上是相同的。控制臨界尺寸213,使得輔助結構209降低或阻止與基板和光學元件200的光束的光學交互作用。
方法100在基板201上方形成一或多個光學元件300,一或多個光學元件300藉由中間區314與輔助區316分開。光學元件300具有元件結構207的臨界尺寸213與輔助結構309的臨界尺寸321之間的關係。對於具有實質上相同的元件間隙218與輔助間隙319的光學元件300與輔助區316的部分,元件結構207的臨界尺寸213小於輔助結構309的臨界尺寸321。小於輔助結構309的臨界尺寸321的元件結構207的臨界尺寸213提供圖案化光阻劑306的實質上固定負載。實質上固定負載提供在操作102的蝕刻期間的終點偵測與提供小於約1000 nm的元件結構207的臨界尺寸213,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。由於圖案化光阻劑306的實質上固定負載,元件結構207的臨界尺寸213小於輔助結構309的臨界尺寸315,而元件結構207的側壁輪廓被保持。控制臨界尺寸315,使得輔助結構309降低或阻止與基板和光學元件300的光束的光學交互作用。
第4圖是繪示製造一或多個光學元件500、600的方法400的操作的流程圖。根據可與本文所述的其他實施例結合的一實施例,第5A-5C圖是在製造光學元件500的方法400期間的基板201的圖解頂視圖,而第5D-5F圖是在製造光學元件500的方法400期間的基板201的圖解剖面視圖。根據可與本文所述的其他實施例結合的另一實施例,第6A-6C圖是在製造光學元件600的方法400期間的基板201的圖解頂視圖,而第6D-6F圖是在製造光學元件600的方法400期間的基板201的圖解剖面視圖。
在操作401,如第5A與5D圖及第6A與6D圖所示,光阻劑材料安置在結構材料層202上方。結構材料層202安置在基板201的表面203上方。光阻劑材料被顯影以形成圖案化光阻劑506、606。光阻劑材料可使用旋塗塗佈處理安置在結構材料層202上方。光阻劑材料可包括但不限於含光敏聚合物材料。在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,在操作401,圖案化光阻劑506、606安置在一或多個蝕刻層204上方,諸如硬遮罩或蝕刻終止層,安置在結構材料層202上方。顯影光阻劑材料可包括執行微影處理,諸如光微影與數位微影。
在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,圖案化光阻劑506、606包括至少一元件部分508、608與至少一輔助部分512、612。在可與本文所述的其他實施例結合的另一實施例中,圖案化光阻劑506、606包括至少一元件部分508、608、至少一中間部分510、610、與至少一輔助部分512、612。各中間部分510、610在元件部分508、608與輔助部分512、612之間。至少一元件部分508、608暴露結構材料層202的未遮罩元件部分505。輔助部分512、612遮罩(即,覆蓋)結構材料層202。至少一中間部分510、610暴露元件部分508、608與輔助部分512、612之間的結構材料層202的未遮罩中間部分511、611。未遮罩中間部分511、611的每一者具有從元件部分508、608至輔助部分512、612的未遮罩距離517、617。在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,各元件部分508與各輔助部分512之間的未遮罩距離517是固定的。在可與本文所述的其他實施例結合的另一實施例中,各元件部分608與各輔助部分612之間的未遮罩距離617是變動的。
在操作402,如第5B與5E圖及第6B與6E圖所示,結構材料層202的未遮罩元件部分505與未遮罩中間部分511、611被蝕刻。蝕刻結構材料層202的未遮罩元件部分505與未遮罩中間部分511、611包括至少一種乾式蝕刻處理,不限於以下的至少一者:離子佈植、離子蝕刻、反應性離子蝕刻(RIE)、定向RIE、電漿蝕刻、與濕式蝕刻。蝕刻未遮罩元件部分505與未遮罩中間部分511、611形成光學元件500、600的元件結構207,與暴露在中間區514、614中的基板201的表面203。圖案化光阻劑506、606的輔助部分512、612保持在結構材料層202上方。
如第5C與5D圖及第6C與6F圖所示,各元件部分508、608對應於具有元件結構207的陣列的光學元件500、600的一者,元件結構207的陣列形成在基板201的表面203上或與基板201的表面203整合。各中間部分510、610對應於光學元件500、600與輔助區516、616之間的中間區514、614。各輔助部分512、612對應於基板201的輔助區516、616。輔助區516、616藉由各中間區514、614與基板201的周圍界定的空間而界定。圖案化光阻劑506、606的輔助部分512、612是輔助部分512、612上方的暗場遮罩。
在可與本文所述的其他實施例結合的一實施例中,在結構材料層202的未遮罩元件部分505與未遮罩中間部分511、611之前,一或多個蝕刻層204的未遮罩部分211被蝕刻。在操作403,如第5C與5D圖及第6C與6F圖所示,圖案化光阻劑506、506的元件部分508、608被移除。移除元件部分508、608可包括本文所述的微影處理或蝕刻處理。在具有一或多個蝕刻層204的實施例中,一或多個蝕刻層204被移除。
各元件部分508與各輔助部分512之間的未遮罩距離517是固定的,提供圖案化光阻劑506的負載。此負載提供在操作402的蝕刻期間的終點偵測,與提供小於約1000 nm的元件結構207的臨界尺寸213,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。各元件部分508與各輔助部分512之間的未遮罩距離517對應於各中間區514與各輔助部分512之間的表面203的暴露距離521,暴露距離521是固定的。固定的暴露距離521提供控制輔助部分512與入射在光學元件500上的光的光學交互作用。各元件部分608與各輔助部分612之間的未遮罩距離617是變動的,提供圖案化光阻劑606的負載。此負載提供在操作402的蝕刻期間的終點偵測,與提供小於約1000 nm的元件結構207的臨界尺寸213,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。各元件部分608與各輔助部分612之間的未遮罩距離617對應於各中間區614與各輔助部分612之間的表面203的暴露距離621,暴露距離621是變動的。變動的暴露距離621提供控制輔助部分612與入射在光學元件600上的光的光學交互作用。在輔助部分512、612上方的輔助部分512、612的暗場遮罩作用為孔洞,此等孔洞藉由避免光束與光學元件500、600之外部的基板的光學交互作用來避免光束降低光學元件500、600的功能性與效率。
儘管前述內容關於本揭示的實施例,但在不背離本揭示的基本範疇下,可構想出本揭示的其他與進一步實施例,且本揭示的範疇由之後的申請專利範圍所決定。
100:方法 101,102,103:操作 200:光學元件 201:基板 202:結構材料層 203:表面 204:蝕刻層 205:未遮罩部分 206:圖案化光阻劑 207:元件結構 208:元件部分 209:輔助結構 210:中間部分 211:未遮罩部分 212:輔助部分 213:臨界尺寸 214:中間區 216:輔助區 218:元件間隙 219:輔助間隙 221:臨界尺寸 223:寬度 300:光學元件 305:未遮罩部分 306:圖案化光阻劑 307:相鄰輔助結構 308:元件部分 309:輔助結構 310:中間部分 312:輔助部分 313:臨界尺寸 314:中間區 315:臨界尺寸 316:輔助區 319:輔助間隙 321:臨界尺寸 400:方法 401,402,403:操作 500:光學元件 505:未遮罩元件部分 506:圖案化光阻劑 508:元件部分 510:中間部分 511:未遮罩中間部分 512:輔助部分 514:中間區 516:輔助區 517:未遮罩距離 521:暴露距離 600:光學元件 606:圖案化光阻劑 608:元件部分 610:中間部分 611:未遮罩中間部分 612:輔助部分 614:中間區 616:輔助區 617:未遮罩距離 621:暴露距離
藉由參照實施例,一些實施例繪示在隨附圖式中,可獲得簡短總結於上的本揭露之更具體的說明,使得本揭露的上述特徵可被詳細理解。然而,將注意到隨附圖式僅繪示本揭露的典型實施例,且因而不被當作限制本揭露的範疇,由於本揭露可承認其他等效實施例。
第1圖是繪示根據實施例之製造一或多個光學元件的方法的操作的流程圖。
第2A-2C圖是根據一實施例的在製造光學元件的方法期間的基板的圖解頂視圖。
第2D-2F圖是根據一實施例的在製造光學元件的方法期間的基板的圖解剖面視圖。
第3A-3C圖是根據一實施例的在製造光學元件的方法期間的基板的圖解頂視圖。
第3D-3F圖是根據一實施例的在製造光學元件的方法期間的基板的圖解剖面視圖。
第4圖是繪示根據實施例之製造一或多個光學元件的方法的操作的流程圖。
第5A-5C圖是根據一實施例的在製造光學元件的方法期間的基板的圖解頂視圖。
第5D-5F圖是根據一實施例的在製造光學元件的方法期間的基板的圖解剖面視圖。
第6A-6C圖是根據一實施例的在製造光學元件的方法期間的基板的圖解頂視圖。
第6D-6F圖是根據一實施例的在製造光學元件的方法期間的基板的圖解剖面視圖。
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
200:光學元件
201:基板
202:結構材料層
203:表面
207:元件結構
213:臨界尺寸
214:中間區
216:輔助區
218:元件間隙
219:輔助間隙
221:臨界尺寸

Claims (20)

  1. 一種光學元件,包含:至少一光學元件,具有一或多個陣列的多個奈米結構,該至少一光學元件安置在一基板的一表面上或與該基板的該表面整合,該等奈米結構的每一者具有:藉由該等奈米結構的一寬度界定的一元件臨界尺寸,該元件臨界尺寸小於1000奈米(nm);及界定為相鄰奈米結構之間的一距離的一元件間隙;以及一輔助區,藉由一中間區來界定,該中間區安置環繞各光學元件的一周圍,該輔助區具有一或多個陣列的多個輔助結構,該輔助區安置在該基板的該表面上或與該基板的該表面整合,該等輔助結構的每一者具有:藉由該等輔助結構的該寬度界定的一輔助臨界尺寸;及界定為相鄰輔助結構之間的該距離的一輔助間隙。
  2. 如請求項1所述之元件,其中各光學元件與該輔助區的多個部分具有該元件間隙與該輔助間隙,該元件間隙與該輔助間隙彼此是實質上相同的。
  3. 如請求項2所述之元件,其中各光學元件與該輔助區的該等部分具有小於該輔助臨界尺寸的該元件臨界尺寸。
  4. 如請求項2所述之元件,其中各光學元件與該輔助區的該等部分具有實質上等於該輔助臨界尺寸的 該元件臨界尺寸。
  5. 如請求項1所述之元件,其中至少該等奈米結構或該等輔助結構包含以下的一或多者:含有二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、二氧化錫(SnO2)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)、氟摻雜氧化錫(FTO)、鎘錫酸鹽(氧化錫)(CTO)、鋅錫酸鹽(氧化錫)(SnZnO3)、氮化矽(Si3N4)、氧化鈮(Nb2O5)、或矽的材料。
  6. 如請求項1所述之元件,其中該等奈米結構與該等輔助結構實質上由該相同材料構成。
  7. 一種光學元件,包含:至少一光學元件,具有一或多個陣列的奈米結構,該至少一光學元件安置在一基板的一表面上或與該基板的該表面整合,該等奈米結構的每一者具有:藉由該等奈米結構的一寬度界定的一元件臨界尺寸,該元件臨界尺寸小於1000奈米(nm);及界定為相鄰奈米結構之間的一距離的一元件間隙;以及一中間區,環繞各光學元件,該中間區暴露對應於該基板的一輔助區與各光學元件之間的一暴露距離的該基板的該表面,該輔助區具有一暗場遮罩,該輔助區安置在該基板的該表面上或與該基板的該表面整合。
  8. 如請求項7所述之元件,其中該暗場遮罩是安置在一輔助結構上方的一光阻劑或硬遮罩的至少一者,該輔助結構安置在該基板的該表面上。
  9. 如請求項8所述之元件,其中該硬遮罩包括以下至少一者:含有鉻(Cr)、銀(Ag)、氮化矽(Si3N4)、二氧化矽(SiO2)、氮化鈦(TiN)、或碳(C)的材料。
  10. 如請求項8所述之元件,其中該等奈米結構與該輔助結構實質上由該相同材料構成。
  11. 如請求項7所述之元件,其中該基板的該輔助區與各光學元件之間的該暴露距離是固定的。
  12. 如請求項7所述之元件,其中該基板的該輔助區與各光學元件之間的該暴露距離是變動的。
  13. 如請求項7所述之元件,其中該等奈米結構包含以下一或多者:含有二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、二氧化錫(SnO2)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)、氟摻雜氧化錫(FTO)、鎘錫酸鹽(氧化錫)(CTO)、鋅錫酸鹽(氧化錫)(SnZnO3)、氮化矽(Si3N4)、氧化鈮(Nb2O5)、或矽的材料。
  14. 一種製造一光學元件的方法,包含:在一基板的一表面上安置一結構材料層;在該結構材料層上方安置一圖案化光阻劑,該圖案化光阻劑具有:至少一元件部分;及至少一輔助部分,其中各元件部分與各輔助部分暴露該結構材料層的多個未遮罩部分;以及蝕刻對應於各元件部分與各輔助部分的結構材料層的該等未遮罩部分,其中該蝕刻該等未遮罩部分形成: 具有多個元件結構的至少一光學元件,該等元件結構對應於至少一元件部分的該等未遮罩部分;及具有多個輔助結構的至少一輔助區,該等輔助結構對應於至少一輔助部分的該等未遮罩部分。
  15. 如請求項14所述之方法,其中該等未遮罩部分的一寬度對於該至少一元件部分與該至少一輔助部分兩者實質上是該相同的。
  16. 如請求項15所述之方法,其中該等元件結構的一元件臨界尺寸實質上相等於該等輔助結構的一輔助臨界尺寸。
  17. 如請求項14所述之方法,其中該輔助部分的該等未遮罩部分的一寬度大於該至少一元件部分的該等未遮罩部分的該寬度。
  18. 如請求項17所述之方法,其中該等輔助結構的一輔助臨界尺寸大於該等元件結構的一元件臨界尺寸。
  19. 如請求項14所述之方法,其中該結構材料層包含以下一或多者:含有二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)、氟摻雜氧化錫(FTO)、鎘錫酸鹽(氧化錫)(CTO)、鋅錫酸鹽(氧化錫)(SnZnO3)、氮化矽(Si3N4)與矽(非晶矽)的材料。
  20. 如請求項14所述之方法,其中該蝕刻該等未遮罩部分包含以下一或多者:離子佈植、離子蝕刻、 反應性離子蝕刻(RIE)、定向RIE、電漿蝕刻、及濕式蝕刻。
TW109118563A 2019-06-07 2020-06-03 用於平板光學元件製造之光阻劑負載方案 TWI748495B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962858708P 2019-06-07 2019-06-07
US62/858,708 2019-06-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202101030A TW202101030A (zh) 2021-01-01
TWI748495B true TWI748495B (zh) 2021-12-01

Family

ID=73650492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109118563A TWI748495B (zh) 2019-06-07 2020-06-03 用於平板光學元件製造之光阻劑負載方案

Country Status (7)

Country Link
US (2) US11681083B2 (zh)
EP (1) EP3980822A4 (zh)
JP (1) JP2022535578A (zh)
KR (1) KR20220018012A (zh)
CN (1) CN113906350A (zh)
TW (1) TWI748495B (zh)
WO (1) WO2020247184A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112022001588T5 (de) * 2021-05-11 2024-01-11 Ams-Osram Ag Sensorfensteröffnung an einem wellenleiter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1041405A1 (en) * 1999-03-29 2000-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Microstructure array, and apparatus and method for forming the microstructure array, and a mold for fabricating a microstructure array
TW201333544A (zh) * 2011-12-27 2013-08-16 Asahi Chemical Ind 光學用基材及發光裝置
TW201903472A (zh) * 2017-06-02 2019-01-16 美商應用材料股份有限公司 用於顯示技術的奈米結構平面鏡片

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7666576B2 (en) 2006-06-07 2010-02-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Exposure scan and step direction optimization
CN102259831A (zh) * 2010-05-27 2011-11-30 清华大学 三维纳米结构阵列
US8951892B2 (en) * 2012-06-29 2015-02-10 Freescale Semiconductor, Inc. Applications for nanopillar structures
US20180231700A1 (en) 2017-02-10 2018-08-16 Khaled Ahmed Lens arrangement for compact virtual reality display system
US10365535B2 (en) 2017-12-18 2019-07-30 Intel Corporation Broadband flat optical elements and methods of manufacture
WO2019203926A1 (en) 2018-04-16 2019-10-24 Applied Materials, Inc. Multi stack optical elements using temporary and permanent bonding
US11487139B2 (en) 2018-11-27 2022-11-01 Applied Materials, Inc. Nanostructures for optical devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1041405A1 (en) * 1999-03-29 2000-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Microstructure array, and apparatus and method for forming the microstructure array, and a mold for fabricating a microstructure array
TW201333544A (zh) * 2011-12-27 2013-08-16 Asahi Chemical Ind 光學用基材及發光裝置
TW201903472A (zh) * 2017-06-02 2019-01-16 美商應用材料股份有限公司 用於顯示技術的奈米結構平面鏡片

Also Published As

Publication number Publication date
US20230280511A1 (en) 2023-09-07
US20200386926A1 (en) 2020-12-10
WO2020247184A1 (en) 2020-12-10
CN113906350A (zh) 2022-01-07
EP3980822A1 (en) 2022-04-13
US11681083B2 (en) 2023-06-20
TW202101030A (zh) 2021-01-01
KR20220018012A (ko) 2022-02-14
JP2022535578A (ja) 2022-08-09
EP3980822A4 (en) 2023-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150034766A (ko) 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법
US11614685B2 (en) Patterning of multi-depth optical devices
US11592737B2 (en) EUV photo masks and manufacturing method thereof
JP2010276724A (ja) 多階調フォトマスク、多階調フォトマスクの製造方法、及びパターン転写方法
US20230280511A1 (en) Photoresist loading solutions for flat optics fabrication
CN110770652A (zh) 掩模坯料、相移掩模及半导体器件的制造方法
TWI736303B (zh) 用於平坦光學裝置的孔
US20230251563A1 (en) Euv photo masks and manufacturing method thereof
US10852634B2 (en) Phase shifter mask
JPH0990602A (ja) 位相シフトマスク及びその製造方法
KR20210036770A (ko) 극자외선 리소그래피용 펠리클 및 그의 제조방법
JP6019967B2 (ja) パターン形成方法
US20230205072A1 (en) Euv photo masks and manufacturing method thereof
KR20230052204A (ko) 캡핑층을 갖는 극자외선 마스크
TW202144899A (zh) 反射遮罩及其製造方法
JPWO2020247184A5 (zh)