本公開(kāi)案的實(shí)施例大體而言涉及用于擴(kuò)增、虛擬和混合現(xiàn)實(shí)的光學(xué)元件。更具體來(lái)說(shuō)，本文所述的實(shí)施例涉及一種光學(xué)元件以及一種形成具有二元及閃耀光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件的方法。
背景技術(shù)：
1、光學(xué)元件可用于使用在基板上形成的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)來(lái)操縱光的傳播。所述光學(xué)元件包括平面內(nèi)尺寸小于光的設(shè)計(jì)波長(zhǎng)的一半的結(jié)構(gòu)布置。所述結(jié)構(gòu)具有亞微米臨界尺寸，例如納米大小的尺寸，以通過(guò)操縱光子來(lái)改變光的傳播，從而誘發(fā)局部相位不連續(xù)性（即，在小于光的波長(zhǎng)的距離內(nèi)相位的突然變化）。除了具有亞微米臨界尺寸外，也期望光學(xué)元件的不同區(qū)段特別是在同一表面上具有不同的結(jié)構(gòu)，如二元光柵和成角度或閃耀光柵。
2、然而，形成具有不同光學(xué)結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件可能是挑戰(zhàn)性的。因此，本領(lǐng)域中需要一種光學(xué)元件以及一種形成具有不同光學(xué)元件結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本公開(kāi)案的實(shí)施例涉及包括光學(xué)元件膜的光學(xué)元件以及形成所述光學(xué)元件的光學(xué)元件膜的方法。具體來(lái)說(shuō)，本文所述的實(shí)施例提供了包括同一元件材料層上的閃耀及二元結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件。
2、在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種形成光學(xué)元件的方法。所述方法包括在沉積于基板的頂表面上的元件材料層上方形成圖案化的硬掩膜。所述圖案化的硬掩膜的第一部分暴露所述元件材料層的第一區(qū)域，并且所述圖案化的硬掩膜的第二部分暴露所述元件材料層的第二區(qū)域。所述方法也包括：對(duì)所述元件材料層的所述第一區(qū)域進(jìn)行圖案化，以在所述元件材料層的所述第一區(qū)域中形成第一多個(gè)光學(xué)特征，在所述圖案化的硬掩膜和所述元件材料層上方沉積電介質(zhì)層，選擇性地蝕刻所述電介質(zhì)層和所述元件材料層以在所述元件材料層的所述第二區(qū)域中形成第二多個(gè)光學(xué)特征，以及移除沉積在所述元件材料層上的所述電介質(zhì)層的剩余部分。所述第一多個(gè)光學(xué)特征可以是二元結(jié)構(gòu)，并且所述第二多個(gè)光學(xué)特征可以是閃耀結(jié)構(gòu)。
3、在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種形成光學(xué)元件的方法。所述方法包括將基板定位在處理腔室中，所述基板包括沉積在所述基板的頂表面上方的元件材料層；以及在所述元件材料層上方形成圖案化的硬掩膜。所述圖案化的硬掩膜的第一部分暴露所述元件材料層的第一區(qū)域，并且所述圖案化的硬掩膜的第二部分暴露所述元件材料層的第二區(qū)域。所述方法也包括在所述圖案化的硬掩膜上方形成第一光刻膠層，所述元件材料層的所述第一區(qū)域由所述第一光刻膠暴露；以及蝕刻所述元件材料層的所述第一區(qū)域以在所述元件材料層中形成第一多個(gè)光學(xué)特征。所述方法進(jìn)一步包括：在由所述圖案化的硬掩膜暴露的所述元件材料層的所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域上方沉積電介質(zhì)層；在所述圖案化的硬掩膜上方沉積第二光刻膠；以及對(duì)沉積在所述元件材料層的所述第二區(qū)域上方的所述電介質(zhì)層進(jìn)行圖案化，以在所述元件材料層的所述第二區(qū)域上方形成多個(gè)電介質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述第二光刻膠暴露沉積在所述元件材料層的所述第二區(qū)域上方的所述電介質(zhì)層。所述方法繼續(xù)蝕刻所述多個(gè)電介質(zhì)結(jié)構(gòu)和所述元件材料層的所述第二區(qū)域，以在所述元件材料層的所述第二區(qū)域中形成第二多個(gè)光學(xué)特征；以及移除所述第二光刻膠層和所述元件材料層的所述第一區(qū)域上方的所述電介質(zhì)層的剩余部分。
4、在另一實(shí)施例中，提供了一種光學(xué)元件。所述光學(xué)元件包括基板，所述基板上設(shè)置有元件材料層；以及第一光柵區(qū)域，所述第一光柵區(qū)域形成在所述元件材料層的頂表面中。所述第一光柵區(qū)域形成于所述元件材料層的第一部分上，并且包括多個(gè)二元光柵結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)二元光柵結(jié)構(gòu)的頂表面實(shí)質(zhì)上平行于所述基板的頂表面，并且側(cè)壁實(shí)質(zhì)上垂直于所述基板的所述頂表面。所述光學(xué)元件也包括在所述元件材料層的第二部分上在所述元件材料層的所述頂表面中形成的第二光柵區(qū)域。所述第二光柵區(qū)域包括多個(gè)閃耀光柵結(jié)構(gòu)。
1.一種形成光學(xué)元件的方法，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一多個(gè)光學(xué)特征包括多個(gè)二元光柵結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)二元光柵結(jié)構(gòu)具有與所述基板的所述頂表面實(shí)質(zhì)上平行的頂表面以及與所述基板的所述頂表面實(shí)質(zhì)上垂直的側(cè)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二多個(gè)光學(xué)特征包括多個(gè)閃耀光柵結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中圖案化所述元件材料層的所述第一區(qū)域以形成所述第一多個(gè)光學(xué)特征的步驟包括以下步驟：在所述元件材料層的所述第一區(qū)域中執(zhí)行微影圖案化及蝕刻工藝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇性地蝕刻所述電介質(zhì)層和所述元件材料層的步驟包括以下步驟：定向蝕刻沉積在由所述圖案化的硬掩膜的所述第二部分暴露的所述元件材料層的所述第二區(qū)域上的所述電介質(zhì)層，以在所述元件材料層的所述第二區(qū)域上方形成多個(gè)電介質(zhì)結(jié)構(gòu)，以及蝕刻所述多個(gè)電介質(zhì)結(jié)構(gòu)和所述元件材料層的所述第二區(qū)域，以在所述元件材料層中形成所述第二多個(gè)光學(xué)特征。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述圖案化的硬掩膜的步驟包括以下步驟：在所述元件材料層上沉積硬掩膜材料層，以及執(zhí)行納米壓印光刻工藝以對(duì)所述硬掩膜材料層進(jìn)行圖案化并形成所述圖案化的硬掩膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述圖案化的硬掩膜的步驟包括以下步驟：在所述元件材料層上沉積硬掩膜材料層；在所述硬掩膜材料層上方形成光刻膠堆疊，所述光刻膠堆疊包括有機(jī)平坦化層(opl)、硅抗反射涂層(siarc)、及光刻膠；以及蝕刻所述光刻膠堆疊以在所述硬掩膜材料層中形成圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：在所述元件材料層中形成所述第二多個(gè)光學(xué)特征之后移除所述圖案化的硬掩膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇性地蝕刻所述電介質(zhì)層和所述元件材料層的步驟包括以下步驟：對(duì)所述電介質(zhì)層進(jìn)行圖案化以在所述元件材料層的所述第二區(qū)域上方形成多個(gè)電介質(zhì)結(jié)構(gòu)；以及蝕刻所述多個(gè)電介質(zhì)結(jié)構(gòu)和所述元件材料層的所述第二區(qū)域以在所述元件材料層的所述第二區(qū)域中形成所述第二多個(gè)光學(xué)特征。
10.一種形成光學(xué)元件的方法，包括以下步驟：
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述元件材料層的所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域上方沉積所述電介質(zhì)層的步驟包括以下步驟：在所述圖案化的硬掩膜上方沉積所述電介質(zhì)層，以及蝕刻所述電介質(zhì)層以暴露所述圖案化的硬掩膜并在所述電介質(zhì)層的頂表面上和所述圖案化的硬掩膜的頂表面上形成共面表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一多個(gè)光學(xué)特征包括多個(gè)二元光柵結(jié)構(gòu)，其中所述多個(gè)二元光柵結(jié)構(gòu)的頂表面實(shí)質(zhì)上平行于所述基板的所述頂表面，并且所述多個(gè)二元光柵結(jié)構(gòu)的側(cè)壁實(shí)質(zhì)上垂直于所述基板的所述頂表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第二多個(gè)光學(xué)特征包括多個(gè)閃耀光柵結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：在形成所述第一多個(gè)光學(xué)特征之后移除所述第一光刻膠層，并且在形成所述第二多個(gè)光學(xué)特征之后移除所述第二光刻膠層。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：在移除所述元件材料層的所述第一區(qū)域上方的所述電介質(zhì)層的所述剩余部分之后，移除所述圖案化的硬掩膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述圖案化的硬掩膜的步驟包括以下步驟：
17.一種光學(xué)元件，包括：
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光學(xué)元件，其中所述第光柵區(qū)域和所述第二光柵區(qū)域分別與波導(dǎo)組合器的輸入耦合光柵和輸出耦合光柵相對(duì)應(yīng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光學(xué)元件，其中所述多個(gè)閃耀光柵結(jié)構(gòu)包括閃耀表面，所述閃耀表面相對(duì)于所述基板的所述頂表面成角度。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光學(xué)元件，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述元件材料層上方的圖案化的硬掩膜，所述圖案化的硬掩膜包括透明材料。