(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-12
(45)【発行日】2023-09-21
(54)【発明の名称】多レベル回折光学素子の薄膜コーティング
(51)【国際特許分類】
G02B 1/115 20150101AFI20230913BHJP
G02B 5/18 20060101ALI20230913BHJP
【ＦＩ】
G02B1/115
G02B5/18
【請求項の数】
8
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022089078
(22)【出願日】2022-05-31
(62)【分割の表示】P 2018146142の分割
【原出願日】2018-08-02
(65)【公開番号】P2022130387
(43)【公開日】2022-09-06
【審査請求日】2022-06-29
(31)【優先権主張番号】62/546,172
(32)【優先日】2017-08-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/044,081
(32)【優先日】2018-07-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】515288122
【氏名又は名称】ルーメンタム オペレーションズ エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Ｌｕｍｅｎｔｕｍ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ＬＬＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】100169823
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 雄郎
(72)【発明者】
【氏名】ジョン マイケル ミラー
(72)【発明者】
【氏名】ゴンサロ ウィルズ
【審査官】酒井 康博
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０２８０８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０６２２００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０６６４２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１７４２１７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ １／１１５
Ｇ０２Ｂ ５／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、前記基板の上に形成された特定の波長域に対する第１の反射防止構造であって、第１の一組の交互の高屈折率層及び低屈折率層を含み、前記第１の一組の交互の高屈折率層及び低屈折率層は第１の表面と第１の底面と第１の長さとを有し、前記第１の表面は前記第１の一組の交互の高屈折率層及び低屈折率層の前記低屈折率層の表面である、第１の反射防止構造と、
前記第１の表面の上に前記第１の表面と接して形成された前記特定の波長域に対する第２の反射防止構造であって、第２の一組の交互の高屈折率層及び低屈折率層を含み、前記第２の一組の交互の高屈折率層及び低屈折率層は第２の表面と第２の底面と前記第１の長さより短い第２の長さとを有し、前記第２の表面は前記第２の一組の交互の高屈折率層及び低屈折率層の前記低屈折率層の表面である、第２の反射防止構造と、
前記第２の反射防止構造の上に形成された前記特定の波長域に対する第３の反射防止構造であって、第３の一組の交互の高屈折率層及び低屈折率層を含み、前記第３の一組の交互の高屈折率層及び低屈折率層は第３の表面と第３の底面と前記第２の長さより短い第３の長さとを有し、前記第３の底面は前記第３の一組の交互の高屈折率層及び低屈折率層の前記低屈折率層の底面である、第３の反射防止構造と、
前記第２の表面の上に前記第２の表面と接して配置され、前記第３の底面の下に前記第３の底面と接して配置され、前記第３の長さと等しい長さを有し、且つ、高屈折率層を含む、少なくとも１つの層と、を備え、
前記第１の表面と前記第２の表面との間の第１の凹凸深さ及び前記第１の表面と前記第３の表面との間の第２の凹凸深さは、前記特定の波長域に対してそれぞれ第１の位相遅れ及び第２の位相遅れを有する回折光学素子を形成するように構成されており、
前記第３の反射防止構造の前記高屈折率層及び前記低屈折率層の堆積の順番は、前記第１の反射防止構造及び前記第２の反射防止構造の前記高屈折率層及び前記低屈折率層の堆積の順番と異なる、
透過光学素子。
【請求項2】
前記第１の位相遅れはπ/２の位相遅れであり、且つ前記第２の位相遅れはπの位相遅れである、請求項１に記載の透過光学素子。
【請求項3】
前記第１の反射防止構造、前記第２の反射防止構造、及び前記第３の反射防止構造はシリコンと二酸化シリコンの交互層から形成されている、請求項１に記載の透過光学素子。
【請求項4】
前記第１の反射防止構造及び前記第２の反射防止構造は水素化シリコンと二酸化シリコンの交互層から形成されている、請求項１に記載の透過光学素子。
【請求項5】
前記基板は、表面と底面とを有し、前記第１の反射防止構造は前記表面上に形成され、
前記透過光学素子は更に、前記底面上に形成された前記特定の波長域に対する複数の他の反射防止構造を備える、
請求項１に記載の透過光学素子。
【請求項6】
前記第１の反射防止構造、前記第２の反射防止構造、及び前記第３の反射防止構造は３レベルの凹凸プロフィールを形成する、請求項１に記載の透過光学素子。
【請求項7】
前記特定の波長域は９３０ナノメートルから９５０ナノメートルの間である、請求項１に記載の透過光学素子。
【請求項8】
前記特定の波長域は１５４０ナノメートルから１５６０ナノメートルの間である、請求項１に記載の透過光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は薄膜構造に関する。より詳しくは、本発明のいくつかの態様は、多層薄膜構造
のエッチングされた領域とエッチングされてない領域との間で特定の位相遅れを与え、特
定の波長域に対して反射防止を提供する回折光学素子（ＤＯＥ）用の多層薄膜構造に関す
る。
のエッチングされた領域とエッチングされてない領域との間で特定の位相遅れを与え、特
定の波長域に対して反射防止を提供する回折光学素子（ＤＯＥ）用の多層薄膜構造に関す
る。
【背景技術】
【0002】
回折光学素子（ＤＯＥ）はビームを方向づけるために使用することができる。例えば、
回折レンズ、スポットアレイ照明器、スポットアレイ発生器、フーリエアレイ発生器等の
ＤＯＥは、ビームの分割、ビームの成形、ビームの集束などに使用することができる。Ｄ
ＯＥはマルチキャストスイッチ、波長選択スイッチ、ジェスチャ認識システム、モーショ
ンセンサシステム、深さ検出システム、等に組み込むことができる。
回折レンズ、スポットアレイ照明器、スポットアレイ発生器、フーリエアレイ発生器等の
ＤＯＥは、ビームの分割、ビームの成形、ビームの集束などに使用することができる。Ｄ
ＯＥはマルチキャストスイッチ、波長選択スイッチ、ジェスチャ認識システム、モーショ
ンセンサシステム、深さ検出システム、等に組み込むことができる。
【0003】
２レベルの表面凹凸プロフィール（「バイナリ表面凹凸プロフィール」と称されること
もある）が表面凹凸ＤＯＥのために選択され得る。例えば、２レベルの表面凹凸プロフィ
ールは、連続表面凹凸プロフィールに近似し、ＤＯＥの製造にフォトリソグラフィ処理及
び／又はエッチング処理を使用可能にするために選択され得る。２レベルの薄膜スタック
は回折レンズ等の単一次数のバイナリＯＤＥを生成するために使用され、単一次数のバイ
ナリＤＯＥの約４０％の回折効率と関連づけられ得る。２レベルの薄膜スタックはスポッ
トアレイ発生器に使用され、対称のスポットアレイを提供することができる。例えば、２
レベルの薄膜スタックの使用はスポットの強度が１８０度の対称軸と関連するような対称
軸を提供し得る。
もある）が表面凹凸ＤＯＥのために選択され得る。例えば、２レベルの表面凹凸プロフィ
ールは、連続表面凹凸プロフィールに近似し、ＤＯＥの製造にフォトリソグラフィ処理及
び／又はエッチング処理を使用可能にするために選択され得る。２レベルの薄膜スタック
は回折レンズ等の単一次数のバイナリＯＤＥを生成するために使用され、単一次数のバイ
ナリＤＯＥの約４０％の回折効率と関連づけられ得る。２レベルの薄膜スタックはスポッ
トアレイ発生器に使用され、対称のスポットアレイを提供することができる。例えば、２
レベルの薄膜スタックの使用はスポットの強度が１８０度の対称軸と関連するような対称
軸を提供し得る。
【発明の概要】
【0004】
いくつかの可能な実施形態によれば、透過光学素子は基板を含むことができる。本透過
光学素子は、基板の上に形成された特定の波長域の第１の反射防止構造を含むことができ
る。本透過光学素子は、第１の反射防止構造の上に形成された特定の波長域の第２の反射
防止構造を含み得る。本透過光学素子は、第２の反射防止構造の上に形成された特定の波
長域の第３の反射防止構造を含み得る。本透過光学素子は、第１の反射防止構造と第２の
反射防止構造との間又は第２の反射防止構造と第３の反射防止構造との間に配置された少
なくとも１つの層を含み得る。第１の反射防止構造の第１の表面と第２の反射防止構造の
第２の表面との間の第１の凹凸深さ及び前記第１の表面と第３の反射防止構造の第３の表
面との間の第２の凹凸深さは、特定の波長域に対してそれぞれ第１の位相遅れ及び第２の
位相遅れと関連する回折光学素子を形成するように設定し得る。
光学素子は、基板の上に形成された特定の波長域の第１の反射防止構造を含むことができ
る。本透過光学素子は、第１の反射防止構造の上に形成された特定の波長域の第２の反射
防止構造を含み得る。本透過光学素子は、第２の反射防止構造の上に形成された特定の波
長域の第３の反射防止構造を含み得る。本透過光学素子は、第１の反射防止構造と第２の
反射防止構造との間又は第２の反射防止構造と第３の反射防止構造との間に配置された少
なくとも１つの層を含み得る。第１の反射防止構造の第１の表面と第２の反射防止構造の
第２の表面との間の第１の凹凸深さ及び前記第１の表面と第３の反射防止構造の第３の表
面との間の第２の凹凸深さは、特定の波長域に対してそれぞれ第１の位相遅れ及び第２の
位相遅れと関連する回折光学素子を形成するように設定し得る。
【0005】
いくつかの可能な実施形態によれば、透過光学素子は基板を含むことができる。本光学
素子は、基板の上に形成された特定の波長域の第１の反射防止構造を含み得る。本光学素
子は、第１の反射防止構造の上に形成された特定の波長域の第２の反射防止構造を含み得
る。本光学素子は第２の反射防止構造の上に形成された特定の波長域の少なくとも１つの
他の反射防止構造を含み得る。第１の反射防止構造の第１の表面と少なくとも１つの他の
反射防止構造の第２の表面との間の凹凸深さは、特定の波長域に対して特定の位相遅れと
関連する回折光学素子を形成するように設定し得る。
素子は、基板の上に形成された特定の波長域の第１の反射防止構造を含み得る。本光学素
子は、第１の反射防止構造の上に形成された特定の波長域の第２の反射防止構造を含み得
る。本光学素子は第２の反射防止構造の上に形成された特定の波長域の少なくとも１つの
他の反射防止構造を含み得る。第１の反射防止構造の第１の表面と少なくとも１つの他の
反射防止構造の第２の表面との間の凹凸深さは、特定の波長域に対して特定の位相遅れと
関連する回折光学素子を形成するように設定し得る。
【0006】
いくつかの可能な実施形態によれば、方法はウェハの上に複数の層を堆積し、特定の波
長域に関する３つ以上の反射防止構造を形成するステップを含み、３つ以上の反射防止構
造のうちの第１の反射防止構造は前記ウェハの上であって３つ以上の反射防止構造のうち
の第２の反射防止構造の下に形成され、第２の反射防止構造は前記３つ以上の反射防止構
造のうちの第３の反射防止構造の下に形成される。前記方法は、前記複数の層の一部の層
をエッチングして３レベル以上の凹凸プロフィールを形成するステップを含み、該エッチ
ングによって前記第１の反射構造と前記３つ以上の反射防止構造の別の反射構造との間に
特定の波長域で特定の位相遅れと関連する回折光学素子を形成する。
長域に関する３つ以上の反射防止構造を形成するステップを含み、３つ以上の反射防止構
造のうちの第１の反射防止構造は前記ウェハの上であって３つ以上の反射防止構造のうち
の第２の反射防止構造の下に形成され、第２の反射防止構造は前記３つ以上の反射防止構
造のうちの第３の反射防止構造の下に形成される。前記方法は、前記複数の層の一部の層
をエッチングして３レベル以上の凹凸プロフィールを形成するステップを含み、該エッチ
ングによって前記第１の反射構造と前記３つ以上の反射防止構造の別の反射構造との間に
特定の波長域で特定の位相遅れと関連する回折光学素子を形成する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下の例示的な実施形態の詳細な説明は図面を参照している。異なる図中の同じ参照番
号は同一もしくは類似の要素を示す。
号は同一もしくは類似の要素を示す。
【0009】
回折光学素子（ＤＯＥ）はフォトリソグラフィ処理及び／又はエッチング処理を用いて
製造することができる。例えば、２レベルの表面凹凸プロフィールは連続表面凹凸プロフ
ィールに近似し、ＤＯＥのために選択することができ、ＤＯＥの表面をエッチング又はパ
ターン化して２レベルの表面凹凸プロフィールを形成することができる。２レベルの表面
凹凸プロフィールはＤＯＥを通過するビームに位相遅れを生じさせるために使用すること
ができる。回折レンズなどの単一次数のバイナリＤＯＥに関しては、２レベルの表面凹凸
プロフィールを用いて約４０％の回折効率を達成することができる。しかしながら、この
回折効率は光通信システム、ジェスチャ認識システム、モーション検出システム、深さ検
出システム、等の光学系でＤＯＥを利用するための限界値より低い。更に、ＤＯＥにより
生成されるスポットアレイパターン又は回折パターンは対称であり得るが、特定の光学系
には非対称の回折パターンが要求され得る。
製造することができる。例えば、２レベルの表面凹凸プロフィールは連続表面凹凸プロフ
ィールに近似し、ＤＯＥのために選択することができ、ＤＯＥの表面をエッチング又はパ
ターン化して２レベルの表面凹凸プロフィールを形成することができる。２レベルの表面
凹凸プロフィールはＤＯＥを通過するビームに位相遅れを生じさせるために使用すること
ができる。回折レンズなどの単一次数のバイナリＤＯＥに関しては、２レベルの表面凹凸
プロフィールを用いて約４０％の回折効率を達成することができる。しかしながら、この
回折効率は光通信システム、ジェスチャ認識システム、モーション検出システム、深さ検
出システム、等の光学系でＤＯＥを利用するための限界値より低い。更に、ＤＯＥにより
生成されるスポットアレイパターン又は回折パターンは対称であり得るが、特定の光学系
には非対称の回折パターンが要求され得る。
【0010】
本明細書に記載のいくつかの実施形態は、限界回折効率を有する多層ＤＯＥを提供する
ことができる。例えば、本明細書に記載のいくつかの実施形態は、多レベル（例えば、２
レベルより多い）ＤＯＥであって、ＤＯＥの領域間で入射光の特定の波長で特定の位相遅
れ及び入射光の特定の波長で反射防止を提供する多層ＤＯＥを提供することができる。更
に、本明細書に記載のいくつかの実施形態は、非対称スポットアレイパターンまたは回折
パターンと関連するＤＯＥを提供することができる。
ことができる。例えば、本明細書に記載のいくつかの実施形態は、多レベル（例えば、２
レベルより多い）ＤＯＥであって、ＤＯＥの領域間で入射光の特定の波長で特定の位相遅
れ及び入射光の特定の波長で反射防止を提供する多層ＤＯＥを提供することができる。更
に、本明細書に記載のいくつかの実施形態は、非対称スポットアレイパターンまたは回折
パターンと関連するＤＯＥを提供することができる。
【0011】
本明細書に記載のいくつかの実施形態では、ＤＯＥは凹凸深さと関連して限界より低い
選択した表面凹凸プロフィールを製造することができ、それによって（ＤＯＥを製造する
他の技術と比較して）アスペクト比の低減、エッチング時間の低減、及び／又は製造コス
トの低減をもたらすことができる。更に、ＤＯＥの層はＤＯＥに対する統合されたエッチ
ストップを提供することができる。本明細書に記載のいくつかの実施形態は、ＤＯＥを製
造する方法を提供することができる。例えば、ＤＯＥは薄膜堆積処理、エッチング処理等
を用いて製造することができ、ＤＯＥの他の製造方法と比較して改善された層厚制度及び
改善された製造可能性をもたらすことができる。
選択した表面凹凸プロフィールを製造することができ、それによって（ＤＯＥを製造する
他の技術と比較して）アスペクト比の低減、エッチング時間の低減、及び／又は製造コス
トの低減をもたらすことができる。更に、ＤＯＥの層はＤＯＥに対する統合されたエッチ
ストップを提供することができる。本明細書に記載のいくつかの実施形態は、ＤＯＥを製
造する方法を提供することができる。例えば、ＤＯＥは薄膜堆積処理、エッチング処理等
を用いて製造することができ、ＤＯＥの他の製造方法と比較して改善された層厚制度及び
改善された製造可能性をもたらすことができる。
【0012】
図１は本明細書に記載の例示的な実施形態１００の概略図である。図１は、スポットア
レイ照明器（スポットアレイ発生器又はドットアレイ発生器と呼ばれることもある）とし
て表面凹凸ＤＯＥ格子及び収束レンズを用いて発生されるスポットアレイの一例を示す。
レイ照明器（スポットアレイ発生器又はドットアレイ発生器と呼ばれることもある）とし
て表面凹凸ＤＯＥ格子及び収束レンズを用いて発生されるスポットアレイの一例を示す。
【0013】
図１に示すように、λ０の波長を有する入射平面波１１０は表面凹凸ＤＯＥ格子１２０
に向けられる。いくつかの実施形態では、表面凹凸ＤＯＥ格子１２０は多レベル表面凹凸
プロフィールを有するＤＯＥ、例えば４レベルＤＯＥ、８レベルＤＯＥ、２ｎレベルＤＯ
Ｅ（ここでｎ＞１）、ｋレベルＤＯＥ（例えば、ここでｋ＞２）等、としてよい。いくつ
かの実施形態では、表面凹凸ＤＯＥ格子１２０はシリコン（Ｓｉ）と二酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ２）の交互層、水素化シリコン（Ｓｉ：Ｈ）と二酸化シリコンの交互層、等を含んで
よい。
に向けられる。いくつかの実施形態では、表面凹凸ＤＯＥ格子１２０は多レベル表面凹凸
プロフィールを有するＤＯＥ、例えば４レベルＤＯＥ、８レベルＤＯＥ、２ｎレベルＤＯ
Ｅ（ここでｎ＞１）、ｋレベルＤＯＥ（例えば、ここでｋ＞２）等、としてよい。いくつ
かの実施形態では、表面凹凸ＤＯＥ格子１２０はシリコン（Ｓｉ）と二酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ２）の交互層、水素化シリコン（Ｓｉ：Ｈ）と二酸化シリコンの交互層、等を含んで
よい。
【0014】
いくつかの実施形態では、表面凹凸ＤＯＥ格子１２０の層は入射光の特定の波長で反射
防止機能を提供するように構成することができる。いくつかの実施形態では、表面凹凸Ｄ
ＯＥ格子１２０の層（例えば二酸化シリコン層）は表面凹凸ＤＯＥ格子１２０の製造中に
エッチストップ機能を提供し得る。いくつかの実施形態では、入射平面波１１０は、約８
００ナノメートル（ｎｍ）から約１１００ｎｍまで、約８００ｎｍから約１０００ｎｍま
で、約８３０ｎｍから約１０００ｎｍまで、約８５０ｎｍから約１０００ｎｍまで、約９
１５ｎｍから約１０００ｎｍまで、約９４０ｎｍから約１０００ｎｍまで、約９３０ｎｍ
から約９５０ｎｍまで、等の範囲内の波長を有してよい。いくつかの実施形態では、入射
平面波１１０は、約１１００ナノメートル（ｎｍ）から約２０００ｎｍまで、約１４００
ｎｍから約１７００ｎｍまで、約１５２０ｎｍから約１６３０ｎｍまで、約１５４０ｎｍ
から約１５６０ｎｍまで、等の範囲内の波長を有してもよい。
防止機能を提供するように構成することができる。いくつかの実施形態では、表面凹凸Ｄ
ＯＥ格子１２０の層（例えば二酸化シリコン層）は表面凹凸ＤＯＥ格子１２０の製造中に
エッチストップ機能を提供し得る。いくつかの実施形態では、入射平面波１１０は、約８
００ナノメートル（ｎｍ）から約１１００ｎｍまで、約８００ｎｍから約１０００ｎｍま
で、約８３０ｎｍから約１０００ｎｍまで、約８５０ｎｍから約１０００ｎｍまで、約９
１５ｎｍから約１０００ｎｍまで、約９４０ｎｍから約１０００ｎｍまで、約９３０ｎｍ
から約９５０ｎｍまで、等の範囲内の波長を有してよい。いくつかの実施形態では、入射
平面波１１０は、約１１００ナノメートル（ｎｍ）から約２０００ｎｍまで、約１４００
ｎｍから約１７００ｎｍまで、約１５２０ｎｍから約１６３０ｎｍまで、約１５４０ｎｍ
から約１５６０ｎｍまで、等の範囲内の波長を有してもよい。
【0015】
更に図１に示すように、表面凹凸ＤＯＥ格子１２０は入射平面波１１０を回折し、波面
１３０（例えば、入射平面波１１０の回折次数）を収束レンズ１４０に向ける。収束レン
ズ１４０は焦点面１６０から焦点距離１５０だけ離れている。いくつかの実施形態では、
例示的な実施形態１００はジェスチャ認識システムに使用され、焦点面１６０はジェスチ
ャ認識のターゲットとしてよい。加えて又は代わりに、焦点面１６０は物体（例えば、物
体感知システムの場合）、通信ターゲット（例えば、光通信システムの場合）、等として
もよい。
１３０（例えば、入射平面波１１０の回折次数）を収束レンズ１４０に向ける。収束レン
ズ１４０は焦点面１６０から焦点距離１５０だけ離れている。いくつかの実施形態では、
例示的な実施形態１００はジェスチャ認識システムに使用され、焦点面１６０はジェスチ
ャ認識のターゲットとしてよい。加えて又は代わりに、焦点面１６０は物体（例えば、物
体感知システムの場合）、通信ターゲット（例えば、光通信システムの場合）、等として
もよい。
【0016】
更に図１に示すように、収束レンズ１４０が波面１３０の方向を変化させて波面１７０
を形成するのに基づいて、波面１７０は焦点面１６０に向けられ、焦点面１６０にマルチ
スポットアレイパターンを形成する。いくつかの実施形態では、マルチスポットアレイパ
ターンは非対称であり得る。いくつかの実施形態では、２次元スポットアレイを生成する
ために表面凹凸ＤＯＥ格子１２０を用いることができる。このように、表面凹凸ＤＯＥ格
子１２０をスポットアレイ照明器として用いて入射平面波１１０から焦点面１６０にスポ
ットアレイを生成することができ、よってジェスチャ認識システム、モーション検出シス
テム、光通信システム、等を有効にすることができる。
を形成するのに基づいて、波面１７０は焦点面１６０に向けられ、焦点面１６０にマルチ
スポットアレイパターンを形成する。いくつかの実施形態では、マルチスポットアレイパ
ターンは非対称であり得る。いくつかの実施形態では、２次元スポットアレイを生成する
ために表面凹凸ＤＯＥ格子１２０を用いることができる。このように、表面凹凸ＤＯＥ格
子１２０をスポットアレイ照明器として用いて入射平面波１１０から焦点面１６０にスポ
ットアレイを生成することができ、よってジェスチャ認識システム、モーション検出シス
テム、光通信システム、等を有効にすることができる。
【0017】
上述したように、図１は一例として示されているにすぎない。他の例も可能であり、図
１に関して記載した例と異なってよい。
１に関して記載した例と異なってよい。
【0018】
図２Ａ及び図２Ｂは本明細書に記載の例示的な実施形態に関する線図である。図２Ａに
線図２００で示すように、連続凹凸プロフィールは、ＤＯＥの製造にフォトリソグラフィ
及び／又はエッチング処理の使用を可能にするために一組の離散レベルに量子化すること
ができる。
線図２００で示すように、連続凹凸プロフィールは、ＤＯＥの製造にフォトリソグラフィ
及び／又はエッチング処理の使用を可能にするために一組の離散レベルに量子化すること
ができる。
【0019】
更に図２Ａに参照番号２０２で示すように、連続凹凸プロフィールは約１００％の回折
効率（単一次数構成の場合）と関連し、第１のピッチ位置０に対して第２のピッチ位置ｄ
ｘで２πの連続的に増加する位相遅れをもたらすことができる。参照番号２０４で示すよ
うに、連続凹凸プロフィールは２レベルの凹凸プロフィール（バイナリ凹凸プロフィール
とも称される）で近似することができる。２レベルの凹凸プロフィールは約４５％の回折
効率（単一次数構成の場合）と関連し、ピッチ位置０からピッチ位置０．５ｄｘまでのＤ
ＯＥの第１領域に対して、ピッチ位置０．５ｄｘからピッチ位置ｄｘまでのＤＯＥの第２
領域でπの位相遅れをもたらすことができる。
効率（単一次数構成の場合）と関連し、第１のピッチ位置０に対して第２のピッチ位置ｄ
ｘで２πの連続的に増加する位相遅れをもたらすことができる。参照番号２０４で示すよ
うに、連続凹凸プロフィールは２レベルの凹凸プロフィール（バイナリ凹凸プロフィール
とも称される）で近似することができる。２レベルの凹凸プロフィールは約４５％の回折
効率（単一次数構成の場合）と関連し、ピッチ位置０からピッチ位置０．５ｄｘまでのＤ
ＯＥの第１領域に対して、ピッチ位置０．５ｄｘからピッチ位置ｄｘまでのＤＯＥの第２
領域でπの位相遅れをもたらすことができる。
【0020】
図２Ａに参照番号２０６で示すように、連続凹凸プロフィールは４レベルの凹凸プロフ
ィールで近似することができる。４レベルの凹凸プロフィールは約８１％の回折効率（単
一次数構成の場合）と関連し、ピッチ位置０からピッチ位置０．５ｄｘまでのＤＯＥの第
１領域に対して、０．２５ｄｘから０．５ｄｘまでのＤＯＥの第２の領域でπ/２の位相
遅れを、ＤＯＥの第１領域に対して、０，５ｄｘから０．７５ｄｘまでのＤＯＥの第２領
域でπの位相遅れを、及びＤＯＥの第１領域に対して、０，７５ｄｘからｄｘまでのＤＯ
Ｅの第３領域で３π/２の位相遅れをもたらすことができる。
ィールで近似することができる。４レベルの凹凸プロフィールは約８１％の回折効率（単
一次数構成の場合）と関連し、ピッチ位置０からピッチ位置０．５ｄｘまでのＤＯＥの第
１領域に対して、０．２５ｄｘから０．５ｄｘまでのＤＯＥの第２の領域でπ/２の位相
遅れを、ＤＯＥの第１領域に対して、０，５ｄｘから０．７５ｄｘまでのＤＯＥの第２領
域でπの位相遅れを、及びＤＯＥの第１領域に対して、０，７５ｄｘからｄｘまでのＤＯ
Ｅの第３領域で３π/２の位相遅れをもたらすことができる。
【0021】
図２Ａに参照番号２０８で示すように、連続凹凸プロフィールは８レベルの凹凸プロフ
ィールで近似することができる。８レベルの凹凸プロフィールは約９５％の回折効率（単
一次数構成の場合）と関連し、ＤＯＥの各領域でπ/４づつ増加する位相遅れをもたらす
ことができる（例えば０から０．１２５ｄｘのＤＯＥの第１領域に対して、０．１２５ｄ
ｘから０．２５ｄｘの第２領域でπ/４、０．２５ｄｘから０．３７５ｄｘの第３領域で
π/２、０．３７５ｄｘから０．０．５ｄｘの第４領域で３π/４、等）。いくつかの実施
形態では、別の回折効率を有する別の構成を使用することができる。例えば、２つの次数
、４つの次数、１０の次数、１００の次数、等を使用することで、回折効率を単一次数構
成に比較して増加させることができる。この場合、例えば＋/－１００の次の場合には、
約７５％－８０％の回折効率を２レベル凹凸プロフィールに対して達成することができる
。２レベルより多い多レベルＤＯＥの使用に基づけば、回折効率を限界値（単一次数及び
／又は同様の場合）より大きく改善することができ、例えば４１％より大、５０％より大
、７５％より大、８０％より大、８５％より大、９０％より大、９５％より大、９９％よ
り大、等とし得る。
ィールで近似することができる。８レベルの凹凸プロフィールは約９５％の回折効率（単
一次数構成の場合）と関連し、ＤＯＥの各領域でπ/４づつ増加する位相遅れをもたらす
ことができる（例えば０から０．１２５ｄｘのＤＯＥの第１領域に対して、０．１２５ｄ
ｘから０．２５ｄｘの第２領域でπ/４、０．２５ｄｘから０．３７５ｄｘの第３領域で
π/２、０．３７５ｄｘから０．０．５ｄｘの第４領域で３π/４、等）。いくつかの実施
形態では、別の回折効率を有する別の構成を使用することができる。例えば、２つの次数
、４つの次数、１０の次数、１００の次数、等を使用することで、回折効率を単一次数構
成に比較して増加させることができる。この場合、例えば＋/－１００の次の場合には、
約７５％－８０％の回折効率を２レベル凹凸プロフィールに対して達成することができる
。２レベルより多い多レベルＤＯＥの使用に基づけば、回折効率を限界値（単一次数及び
／又は同様の場合）より大きく改善することができ、例えば４１％より大、５０％より大
、７５％より大、８０％より大、８５％より大、９０％より大、９５％より大、９９％よ
り大、等とし得る。
【0022】
本発明に記載のいくつかの実施形態は２ｎレベルのＤＯＥ（この場合ｎ＞１で、例えば
４レベルのＤＯＥ、８レベルのＤＯＥ等）に関して記載するが、他のタイプのｋレベルの
ＤＯＥ（この場合ｋ＞２で、例えば３レベルのＤＯＥ、５レベルのＤＯＥ、６レベルのＤ
ＯＥ等）も可能である。加えて又は代わりに、本明細書に記載のいくつかの実施形態は規
則的分布のレベル（例えば、４レベルのＤＯＥの場合、ｋ＝［０，３］に対してｋπ/２
の位相遅れ）に関して記載するが、他の不規則分布のレベル（例えば、４レベルのＤＯＥ
の場合、０、π／５、π／３、３π／４、及び７π／８の位相遅れ）も可能である。加え
て又は代わりに、本明細書に記載のいくつかの実施形態は規則的分布のピッチを有する領
域を有するＤＯＥ（例えば、４レベルのＤＯＥの場合、ピッチ（１ｄｘ）は０．２５ｄｘ
のスパンで各領域に等分される）に関して記載するが、他の不規則分布のピッチも可能で
ある（例えば、４レベルのＤＯＥの場合、第１の位相遅れ領域は０．１ｄｘのスパンであ
るが、第２、第３、及び第４の位相遅れ領域は０．２ｄｘ、０．４ｄｘ及び０．３ｄｘの
スパンとし得る）。
４レベルのＤＯＥ、８レベルのＤＯＥ等）に関して記載するが、他のタイプのｋレベルの
ＤＯＥ（この場合ｋ＞２で、例えば３レベルのＤＯＥ、５レベルのＤＯＥ、６レベルのＤ
ＯＥ等）も可能である。加えて又は代わりに、本明細書に記載のいくつかの実施形態は規
則的分布のレベル（例えば、４レベルのＤＯＥの場合、ｋ＝［０，３］に対してｋπ/２
の位相遅れ）に関して記載するが、他の不規則分布のレベル（例えば、４レベルのＤＯＥ
の場合、０、π／５、π／３、３π／４、及び７π／８の位相遅れ）も可能である。加え
て又は代わりに、本明細書に記載のいくつかの実施形態は規則的分布のピッチを有する領
域を有するＤＯＥ（例えば、４レベルのＤＯＥの場合、ピッチ（１ｄｘ）は０．２５ｄｘ
のスパンで各領域に等分される）に関して記載するが、他の不規則分布のピッチも可能で
ある（例えば、４レベルのＤＯＥの場合、第１の位相遅れ領域は０．１ｄｘのスパンであ
るが、第２、第３、及び第４の位相遅れ領域は０．２ｄｘ、０．４ｄｘ及び０．３ｄｘの
スパンとし得る）。
【0023】
図２Ｂに示すように、ＤＯＥ２１０は基板２１５を含み得る。いくつかの実施形態では
、基板２１５はガラス基板、溶融石英基板、等とし得る。例えば、基板２１５は、約２０
０マイクロメートルの厚さを有し、１．４５の屈折率ｎsubを有する溶融石英ガラス基板
とし得る。例えば、図２Ｂに示すように、一組の交互のシリコン及び二酸化シリコン層を
基板２１５の上面に堆積し、本明細書に記載するように、パターン化して凹凸プロフィー
ルを形成することができ、且つ基板２１５の底面を反射防止膜２２０で覆うことができる
。いくつかの実施形態では、反射防止膜２２０は無くてもよく、また上面に形成される反
射防止構造のような別の反射防止構造と置き換えてもよい。いくつかの実施形態において
、反射防止構造は、薄膜、薄膜構造、反射防止膜、堆積薄層、堆積薄膜層、等を含み得る
。
、基板２１５はガラス基板、溶融石英基板、等とし得る。例えば、基板２１５は、約２０
０マイクロメートルの厚さを有し、１．４５の屈折率ｎsubを有する溶融石英ガラス基板
とし得る。例えば、図２Ｂに示すように、一組の交互のシリコン及び二酸化シリコン層を
基板２１５の上面に堆積し、本明細書に記載するように、パターン化して凹凸プロフィー
ルを形成することができ、且つ基板２１５の底面を反射防止膜２２０で覆うことができる
。いくつかの実施形態では、反射防止膜２２０は無くてもよく、また上面に形成される反
射防止構造のような別の反射防止構造と置き換えてもよい。いくつかの実施形態において
、反射防止構造は、薄膜、薄膜構造、反射防止膜、堆積薄層、堆積薄膜層、等を含み得る
。
【0024】
更に図２Ｂに示すように、一組の交互のシリコン及び二酸化シリコン層は一組のシリコ
ン層２２５と一組の二酸化シリコン層２３０を含み得る。例えば、シリコン層２２５－１
が基板２１５の上に配置され、二酸化シリコン層２３０－１がシリコン層２２５－１の上
に配置され得る。シリコン層２２５－１と二酸化シリコン層２３０－１は整合層の対２３
５－１を形成し、第１の反射防止構造を提供し得る。同様に、二酸化シリコン２３０－２
がシリコン層２２５－２の上に配置され、整合層の対２３５－２を形成し、第２の反射防
止構造を提供することができ、二酸化シリコン２３０－３がシリコン層２２５－３の上に
配置され、整合層の対２３５－３を形成し、第３の反射防止構造を提供することができ、
二酸化シリコン２３０－４がシリコン層２２５－４の上に配置され、整合層の対２３５－
４を形成し、第４の反射防止構造を提供することができる。図に示すように、整合層２３
５－３と整合層２３５－４との間にシリコン層２２５－５を配置することができる。シリ
コン層２２５－５はＤＯＥ２１０に特定の機能を提供するように構成することができ且つ
反射防止構造と独立に構成することができ、よってＤＯＥ設計の柔軟性が向上する。
ン層２２５と一組の二酸化シリコン層２３０を含み得る。例えば、シリコン層２２５－１
が基板２１５の上に配置され、二酸化シリコン層２３０－１がシリコン層２２５－１の上
に配置され得る。シリコン層２２５－１と二酸化シリコン層２３０－１は整合層の対２３
５－１を形成し、第１の反射防止構造を提供し得る。同様に、二酸化シリコン２３０－２
がシリコン層２２５－２の上に配置され、整合層の対２３５－２を形成し、第２の反射防
止構造を提供することができ、二酸化シリコン２３０－３がシリコン層２２５－３の上に
配置され、整合層の対２３５－３を形成し、第３の反射防止構造を提供することができ、
二酸化シリコン２３０－４がシリコン層２２５－４の上に配置され、整合層の対２３５－
４を形成し、第４の反射防止構造を提供することができる。図に示すように、整合層２３
５－３と整合層２３５－４との間にシリコン層２２５－５を配置することができる。シリ
コン層２２５－５はＤＯＥ２１０に特定の機能を提供するように構成することができ且つ
反射防止構造と独立に構成することができ、よってＤＯＥ設計の柔軟性が向上する。
【0025】
いくつかの実施形態では、ＤＯＥ２１０は空気又は気体界面にさらされ得る。例えば、
ＤＯＥ２１０の第１の表面（例えば、整合層２３５の表面）及びＤＯＥ２１０の第２の表
面（例えば、反射防止膜２２０の表面）は１．０の屈折率ｎairを有する空気界面にさら
され得る。凹凸深さｈは次式：
ｈ＝（Ｋ－１）λ0／Ｋ（ｎtf－ｎair）
に基づいて計算することができ、ここで、λ0はＤＯＥ、例えばＤＯＥ２１０、の公称照
明波長であり、Ｋはレベルの数量を表す。凹凸深さを低減するには、比較的高い屈折率を
有する材料、例えば二酸化シリコン等、を選択することができ、いくつかの実施形態では
、約０．７５マイクロメートル（μｍ）の凹凸深さｈ（エッチ２４０の深さ）をもたらす
ことができる。いくつかの実施形態では、凹凸深さは０．４μｍ～３．０μｍ、０．５μ
ｍ～２．５μｍ、１．０μｍ～２．０μｍ、等の凹凸深さとし得る。いくつかの実施形態
では、それらの層はＤＯＥ２１０の透過率を増加するように整合した屈折率とし得る。例
えば、シリコン層２２５及び二酸化シリコン層２３０はそれぞれの屈折率３．５及び１．
４５に基づいて１．４９～３．９の限界値内に選択することができる。
ＤＯＥ２１０の第１の表面（例えば、整合層２３５の表面）及びＤＯＥ２１０の第２の表
面（例えば、反射防止膜２２０の表面）は１．０の屈折率ｎairを有する空気界面にさら
され得る。凹凸深さｈは次式：
ｈ＝（Ｋ－１）λ0／Ｋ（ｎtf－ｎair）
に基づいて計算することができ、ここで、λ0はＤＯＥ、例えばＤＯＥ２１０、の公称照
明波長であり、Ｋはレベルの数量を表す。凹凸深さを低減するには、比較的高い屈折率を
有する材料、例えば二酸化シリコン等、を選択することができ、いくつかの実施形態では
、約０．７５マイクロメートル（μｍ）の凹凸深さｈ（エッチ２４０の深さ）をもたらす
ことができる。いくつかの実施形態では、凹凸深さは０．４μｍ～３．０μｍ、０．５μ
ｍ～２．５μｍ、１．０μｍ～２．０μｍ、等の凹凸深さとし得る。いくつかの実施形態
では、それらの層はＤＯＥ２１０の透過率を増加するように整合した屈折率とし得る。例
えば、シリコン層２２５及び二酸化シリコン層２３０はそれぞれの屈折率３．５及び１．
４５に基づいて１．４９～３．９の限界値内に選択することができる。
【0026】
いくつかの実施形態では、薄膜コーティング材料として他の材料、例えば約２．０の屈
折率を有し得る五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）及び窒化シリコン（Ｔｉ３Ｎ４）、を選択
することができる。ＤＯＥ２１０の層にシリコン薄膜を使用すると、他の材料を使用する
場合と比較して、４レベル凹凸プロフィールの凹凸深さを減少させることができる。例え
ば、４レベル凹凸プロフィールにおける１５５０ｎｍの公称照明波長での３π／２の位相
遅れに対して、五酸化タンタル及び二酸化シリコンは約１．１６μｍの凹凸深さと関連し
、シリコンは０．４７μｍの凹凸深さと関連し得る。１．５～３．５の屈折率範囲のよう
な同様の屈折率、例えば２．０、等の屈折率を有する他の材料を使用することもできる。
同様に、８レベル凹凸プロフィールに対して、二酸化シリコンは約２．７１μｍの凹凸深
さと関連し、五酸化タンタル及び窒化シリコンは約１．３６μｍの凹凸深さと関連し、シ
リコンは約０．５４μｍの凹凸深さと関連し得る。いくつかの実施形態では、コーティン
グ材料の光学的性能を向上させるために水素化を使用することができる。例えば、水素化
シリコンをシリコン層２２５に使用することができる。このように、水素化はシリコンの
吸収限界を低減し、８００ｎｍ～１０００ｎｍの波長を使用可能にし、ＤＯＥの所望の凹
凸深さを低減して製造を向上させる（品質及び／又は歩留まりを高める）ために使用する
ことができる。いくつかの実施形態では、アルゴンを堆積チャンバ内で使用して低吸収膜
（例えば、吸収限界値より低い）を形成することができる。いくつかの実施形態では、約
２．７の屈折率を有する炭化シリコンを可視光波長等とともに、例えばカメラ用のＤＯＥ
レンズに使用することができる。
折率を有し得る五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）及び窒化シリコン（Ｔｉ３Ｎ４）、を選択
することができる。ＤＯＥ２１０の層にシリコン薄膜を使用すると、他の材料を使用する
場合と比較して、４レベル凹凸プロフィールの凹凸深さを減少させることができる。例え
ば、４レベル凹凸プロフィールにおける１５５０ｎｍの公称照明波長での３π／２の位相
遅れに対して、五酸化タンタル及び二酸化シリコンは約１．１６μｍの凹凸深さと関連し
、シリコンは０．４７μｍの凹凸深さと関連し得る。１．５～３．５の屈折率範囲のよう
な同様の屈折率、例えば２．０、等の屈折率を有する他の材料を使用することもできる。
同様に、８レベル凹凸プロフィールに対して、二酸化シリコンは約２．７１μｍの凹凸深
さと関連し、五酸化タンタル及び窒化シリコンは約１．３６μｍの凹凸深さと関連し、シ
リコンは約０．５４μｍの凹凸深さと関連し得る。いくつかの実施形態では、コーティン
グ材料の光学的性能を向上させるために水素化を使用することができる。例えば、水素化
シリコンをシリコン層２２５に使用することができる。このように、水素化はシリコンの
吸収限界を低減し、８００ｎｍ～１０００ｎｍの波長を使用可能にし、ＤＯＥの所望の凹
凸深さを低減して製造を向上させる（品質及び／又は歩留まりを高める）ために使用する
ことができる。いくつかの実施形態では、アルゴンを堆積チャンバ内で使用して低吸収膜
（例えば、吸収限界値より低い）を形成することができる。いくつかの実施形態では、約
２．７の屈折率を有する炭化シリコンを可視光波長等とともに、例えばカメラ用のＤＯＥ
レンズに使用することができる。
【0027】
【0028】
図３Ａ及び図３ＢはＤＯＥ３００及び３００’の例示的な実施形態の線図である。図３
Ａに示すように、ＤＯＥ３００は基板３０５、反射防止膜３１０、一組のシリコン層３１
５－１～３１５－４及び一組の二酸化シリコン層３２０－１～３２０－３を含む。
Ａに示すように、ＤＯＥ３００は基板３０５、反射防止膜３１０、一組のシリコン層３１
５－１～３１５－４及び一組の二酸化シリコン層３２０－１～３２０－３を含む。
【0029】
更に図３Ａに参照番号３２５で示すように、二酸化シリコン層３２０－１及び３２０－
２は、レベルＫの値に対して２π(Ｋ－１)/Ｋの位相遅れをより正確に生成するようにエ
ッチングすることを可能にするためにエッチストップ層とすることができる。例えば、エ
ッチング処理は、非エッチスタック３３０はエッチングされないまま残し、エッチスタッ
ク３３５－１及び３３５－２はそれぞれ凹凸深さ３４０－１及び３４０－２までエッチン
グされるように実行することができる。凹凸深さ３４０－１はエッチスタック３３５－１
と非エッチスタック３３０との間で２π(Ｋ－１)/Ｋの位相遅れを提供し得る。凹凸深さ
３４０－２はエッチスタック３３５－２と非エッチスタック３３０との間で０～２π/Ｋ
の位相遅れを提供し得る。いくつかの実施形態では、ＤＯＥをエッチングするために複数
のツールを用いて複数のエッチング処理を実行してよい。例えば、ＤＯＥ３００は、複数
の二酸化シリコンエッチングツール、複数のシリコンエッチングツール、複数のエッチン
グ技術（例えば、深堀反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）技術、反応性イオンエッチン
グ（ＲＩＥ）ツール技術、スパッタエッチングツール技術等）、等を用いて製造すること
ができる。
２は、レベルＫの値に対して２π(Ｋ－１)/Ｋの位相遅れをより正確に生成するようにエ
ッチングすることを可能にするためにエッチストップ層とすることができる。例えば、エ
ッチング処理は、非エッチスタック３３０はエッチングされないまま残し、エッチスタッ
ク３３５－１及び３３５－２はそれぞれ凹凸深さ３４０－１及び３４０－２までエッチン
グされるように実行することができる。凹凸深さ３４０－１はエッチスタック３３５－１
と非エッチスタック３３０との間で２π(Ｋ－１)/Ｋの位相遅れを提供し得る。凹凸深さ
３４０－２はエッチスタック３３５－２と非エッチスタック３３０との間で０～２π/Ｋ
の位相遅れを提供し得る。いくつかの実施形態では、ＤＯＥをエッチングするために複数
のツールを用いて複数のエッチング処理を実行してよい。例えば、ＤＯＥ３００は、複数
の二酸化シリコンエッチングツール、複数のシリコンエッチングツール、複数のエッチン
グ技術（例えば、深堀反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）技術、反応性イオンエッチン
グ（ＲＩＥ）ツール技術、スパッタエッチングツール技術等）、等を用いて製造すること
ができる。
【0030】
いくつかの実施形態では、ＤＯＥ３００の層は一組の反射防止構造を形成し得る。例え
ば、層３２０－１及び３１５－１は特定の波長域（例えば入射光の波長）に対して第１の
反射防止構造を形成し、層３１５－２及び３２０－２は特定の波長域に対して第２の反射
防止構造を形成し、層３１５－３及び３２０－３は特定の波長域に対して第３の反射防止
構造を形成することができ、よってＤＯＥ３００の各エッチスタックに組み込まれた反射
防止構造を有する３レベルの凹凸プロフィールを形成することができる。従って、ＤＯＥ
３００は上面に追加の反射防止膜又は構造を必要としないものとし得る。
ば、層３２０－１及び３１５－１は特定の波長域（例えば入射光の波長）に対して第１の
反射防止構造を形成し、層３１５－２及び３２０－２は特定の波長域に対して第２の反射
防止構造を形成し、層３１５－３及び３２０－３は特定の波長域に対して第３の反射防止
構造を形成することができ、よってＤＯＥ３００の各エッチスタックに組み込まれた反射
防止構造を有する３レベルの凹凸プロフィールを形成することができる。従って、ＤＯＥ
３００は上面に追加の反射防止膜又は構造を必要としないものとし得る。
【0031】
本明細書に記載のいくつかの実施形態では、第２の反射防止構造は第１の反射防止構造
の上に形成することができ、第１の反射防止構造の隣接表面（例えば層３２０－１の上面
）はエッチスタック３３５－１を形成するエッチングに対してエッチストップとし得る。
同様に、第３の反射防止構造は第２の反射防止構造の上に形成することができ、第２の反
射防止構造の隣接表面（例えば層３２０－２の上面）はエッチスタック３３５－２を形成
する際にエッチストップとすることができる。
の上に形成することができ、第１の反射防止構造の隣接表面（例えば層３２０－１の上面
）はエッチスタック３３５－１を形成するエッチングに対してエッチストップとし得る。
同様に、第３の反射防止構造は第２の反射防止構造の上に形成することができ、第２の反
射防止構造の隣接表面（例えば層３２０－２の上面）はエッチスタック３３５－２を形成
する際にエッチストップとすることができる。
【0032】
いくつかの実施形態では、一組の反射防止構造の間（例えば第１の反射防止構造と第２
の反射防止構造との間、第２の反射防止構造と第３の反射防止構造との間等）に少なくと
も１つの層、例えば層３１５－４等を含み得る。このようにすると、ＤＯＥ３００の特性
を変更するための凹凸深さ３４０－１及び／又は３４０－２の変更をＤＯＥ３００の透過
特性を変更することなく実行することができる。いくつかの実施形態では、第１の反射防
止構造、第２の反射防止構造及び／又は第３の反射防止構造を層で分離しなくてもよい。
の反射防止構造との間、第２の反射防止構造と第３の反射防止構造との間等）に少なくと
も１つの層、例えば層３１５－４等を含み得る。このようにすると、ＤＯＥ３００の特性
を変更するための凹凸深さ３４０－１及び／又は３４０－２の変更をＤＯＥ３００の透過
特性を変更することなく実行することができる。いくつかの実施形態では、第１の反射防
止構造、第２の反射防止構造及び／又は第３の反射防止構造を層で分離しなくてもよい。
【0033】
いくつかの実施形態では、各層は特定の厚さと関連させることができる。例えば、その
特定の厚さは、特定の位相遅れが生ぜしめられ且つＤＯＥ３００が（例えば、９９％より
大きい、９７％より大きい、９５％より大きい、９０％より大きい、等の限閾透過率より
大きい）透過性を示す光の波長に対応させることができる。いくつかの実施形態では、Ｄ
ＯＥ３００は特定のピッチ３４５（周期とも称される）ｄｘと関連させることができ、そ
の特定のピッチは特定の位相遅れが生ぜしめられ且つＤＥＯ３００を透過する光の波長に
対応させることができる。いくつかの実施形態では、７つの層の上にキャップ層（例えば
、別の二酸化シリコン層）を設けることもでき、これによりＤＯＥ３００を含むウェハの
ダイスカット時にロバスト性を向上させることができる。
特定の厚さは、特定の位相遅れが生ぜしめられ且つＤＯＥ３００が（例えば、９９％より
大きい、９７％より大きい、９５％より大きい、９０％より大きい、等の限閾透過率より
大きい）透過性を示す光の波長に対応させることができる。いくつかの実施形態では、Ｄ
ＯＥ３００は特定のピッチ３４５（周期とも称される）ｄｘと関連させることができ、そ
の特定のピッチは特定の位相遅れが生ぜしめられ且つＤＥＯ３００を透過する光の波長に
対応させることができる。いくつかの実施形態では、７つの層の上にキャップ層（例えば
、別の二酸化シリコン層）を設けることもでき、これによりＤＯＥ３００を含むウェハの
ダイスカット時にロバスト性を向上させることができる。
【0034】
いくつかの実施形態では、ＤＯＥ３００の層の厚さ、ピッチ３４５の寸法、反射防止構
造及び／又はその層の屈折率等を、反射防止構造が反射防止機能をもたらす特定の波長で
特定の位相遅れ（例えば、２π(Ｋ－１)/Ｋ）を生じるように選択することができる。例
えば、９４０ｎｍの３レベル薄膜ＤＯＥに対して、第１の反射防止構造は特定の値の第１
の屈折率と関連させ、第２の反射防止構造は３．４の第２の屈折率と関連させ、第３の反
射防止構造は２．８１の第３の屈折率と関連させることができる。いくつかの実施形態で
は、特定の波長は、約１５３０ｎｍ～１５７０ｎｍ、９３０ｎｍ～９５０ｎｍ、等の波長
域を含み得る。参照番号３５０で示すように、基板３０５の第１面に向けられた入射光に
基づいて、一組の強度次数（例えば、強度次数－２，－１，０，１，２，等）がＤＥＯ３
００により提供される。いくつかの実施形態では、ＤＯＥ３００は、５０以上の強度次数
、１００以上の強度次数、２００以上の強度次数、３００以上の強度次数、３５０以上の
強度次数、５００以上の強度次数等を提供し得る。
造及び／又はその層の屈折率等を、反射防止構造が反射防止機能をもたらす特定の波長で
特定の位相遅れ（例えば、２π(Ｋ－１)/Ｋ）を生じるように選択することができる。例
えば、９４０ｎｍの３レベル薄膜ＤＯＥに対して、第１の反射防止構造は特定の値の第１
の屈折率と関連させ、第２の反射防止構造は３．４の第２の屈折率と関連させ、第３の反
射防止構造は２．８１の第３の屈折率と関連させることができる。いくつかの実施形態で
は、特定の波長は、約１５３０ｎｍ～１５７０ｎｍ、９３０ｎｍ～９５０ｎｍ、等の波長
域を含み得る。参照番号３５０で示すように、基板３０５の第１面に向けられた入射光に
基づいて、一組の強度次数（例えば、強度次数－２，－１，０，１，２，等）がＤＥＯ３
００により提供される。いくつかの実施形態では、ＤＯＥ３００は、５０以上の強度次数
、１００以上の強度次数、２００以上の強度次数、３００以上の強度次数、３５０以上の
強度次数、５００以上の強度次数等を提供し得る。
【0035】
図３Ｂに示すように、ＤＯＥ３００’は、基板３０５の第１の面上に形成された第１の
回折（透過型）光学素子と、基板３０５の第２の面上に形成された第２の回折（透過型）
光学素子とを含む。各回折光学素子は、一組のシリコン層３１５－１～３１５－４及び一
組の二酸化シリコン層３２１０－２～３２０－３を含む。参照番号３５５－１及び３５５
－２で示すように、ＤＯＥ３００’に向けられた入射光に基づいて、第２の回折光学素子
は第一組の強度次数を基板３０５を通して第１の回折光学素子に向けて供給し、ＤＯＥ３
００’から第２組の強度次数を生ぜしめる。このように、基板３０５が第１の回折光学素
子と第２の回折光学素子のアライメントを維持するので、フリースペースオプティクスの
ような又はピックアンドプレースマシンを用いて２つの別個のＤＯＥを独立に位置合わせ
するような他の技術と比較して、アライメント維持が容易になる。更に、基板の両面にＤ
ＯＥを配置することに基づいて、機械的応力量をＤＯＥに対してバランスさせることがで
き、それによって動作温度範囲に亘り耐久性が向上し、ＤＯＥの平坦性が向上し、ＤＯＥ
の変形又は湾曲が低減し得る。
回折（透過型）光学素子と、基板３０５の第２の面上に形成された第２の回折（透過型）
光学素子とを含む。各回折光学素子は、一組のシリコン層３１５－１～３１５－４及び一
組の二酸化シリコン層３２１０－２～３２０－３を含む。参照番号３５５－１及び３５５
－２で示すように、ＤＯＥ３００’に向けられた入射光に基づいて、第２の回折光学素子
は第一組の強度次数を基板３０５を通して第１の回折光学素子に向けて供給し、ＤＯＥ３
００’から第２組の強度次数を生ぜしめる。このように、基板３０５が第１の回折光学素
子と第２の回折光学素子のアライメントを維持するので、フリースペースオプティクスの
ような又はピックアンドプレースマシンを用いて２つの別個のＤＯＥを独立に位置合わせ
するような他の技術と比較して、アライメント維持が容易になる。更に、基板の両面にＤ
ＯＥを配置することに基づいて、機械的応力量をＤＯＥに対してバランスさせることがで
き、それによって動作温度範囲に亘り耐久性が向上し、ＤＯＥの平坦性が向上し、ＤＯＥ
の変形又は湾曲が低減し得る。
【0036】
本明細書に記載のいくつかの実施形態は、７層のような特定の層の数量に関して記載す
るが、他の数量の層、例えば８層（例えば、８層の交互シリコン／二酸化シリコン層）、
９層、１０層、２０層等としてもよい。
るが、他の数量の層、例えば８層（例えば、８層の交互シリコン／二酸化シリコン層）、
９層、１０層、２０層等としてもよい。
【0037】
【0038】
【0039】
図４に示すように、プロセス４００は基板上に一組の層を堆積するステップを含むこと
ができる（ブロック４１０）。例えば、製造中、堆積処理を用いて一組の層を基板上に堆
積することができる。いくつかの実施形態では、一組の層の１以上の層は、薄膜体積処理
、例えばパルスマグネトロンスパッタリングシステムを用いるスパッタ堆積処理及び／又
は同種のものを用いて堆積された薄膜であってよい。いくつかの実施形態では、一組の層
は、一組のシリコン層、一組の二酸化シリコン層、及び／又は同種のものであってよい。
いくつかの実施形態では、一組の層は基板上に限界公差で堆積し得る。例えば、一組の層
は、規定の厚さの２％以内、既定の厚さの１％以内、既定の厚さの０．５％以内、既定の
厚さの０．２５％以内、既定の厚さの０．１％以内、既定の厚さの０．０１％以内、等の
厚さに堆積することができる。このように、特定の波長用の第１の反射防止構造、特定の
波長用の第１の反射防止構造、．．．及び特定の波長用の第ｎの反射防止構造を形成する
層を堆積することができる。いくつかの実施形態では、薄膜体積時の高い厚さ精度によっ
てＤＯＥの凹凸深さの精度を向上させることができる。
ができる（ブロック４１０）。例えば、製造中、堆積処理を用いて一組の層を基板上に堆
積することができる。いくつかの実施形態では、一組の層の１以上の層は、薄膜体積処理
、例えばパルスマグネトロンスパッタリングシステムを用いるスパッタ堆積処理及び／又
は同種のものを用いて堆積された薄膜であってよい。いくつかの実施形態では、一組の層
は、一組のシリコン層、一組の二酸化シリコン層、及び／又は同種のものであってよい。
いくつかの実施形態では、一組の層は基板上に限界公差で堆積し得る。例えば、一組の層
は、規定の厚さの２％以内、既定の厚さの１％以内、既定の厚さの０．５％以内、既定の
厚さの０．２５％以内、既定の厚さの０．１％以内、既定の厚さの０．０１％以内、等の
厚さに堆積することができる。このように、特定の波長用の第１の反射防止構造、特定の
波長用の第１の反射防止構造、．．．及び特定の波長用の第ｎの反射防止構造を形成する
層を堆積することができる。いくつかの実施形態では、薄膜体積時の高い厚さ精度によっ
てＤＯＥの凹凸深さの精度を向上させることができる。
【0040】
いくつかの実施形態では、基板はガラス基板、溶融石英基板、入射光の特定の波長に対
して透明である基板、等とし得る。いくつかの実施形態では、一組の層は、複数組のシリ
コン及び二酸化シリコン層を含んでよい。例えば、４レベルのＤＯＥに対して、第１組の
シリコン及び二酸化シリコン層は基板上に堆積し、第２組のシリコン及び二酸化シリコン
層は第１組のシリコン及び二酸化シリコン層に堆積し、第３組のシリコン及び二酸化シリ
コン層は第２組のシリコン及び二酸化シリコン層に堆積し、第４組のシリコン及び二酸化
シリコン層は第３組のシリコン及び二酸化シリコン層に堆積することができる。この場合
には、４レベルのＤＯＥを形成するためのエッチング及びマスク除去を可能にするために
、本明細書により詳しく説明するように、他のシリコン層を第４組の上に堆積し、該他の
シリコン層上に３つのマスク層の組を堆積することができる。いくつかの実施形態では、
ＤＯＥレベルの他の数量、例えば２レベルのＤＯＥ、３レベルのＤＯＥ、５レベルのＤＯ
Ｅ、６レベルのＤＯＥ等、も可能である。
して透明である基板、等とし得る。いくつかの実施形態では、一組の層は、複数組のシリ
コン及び二酸化シリコン層を含んでよい。例えば、４レベルのＤＯＥに対して、第１組の
シリコン及び二酸化シリコン層は基板上に堆積し、第２組のシリコン及び二酸化シリコン
層は第１組のシリコン及び二酸化シリコン層に堆積し、第３組のシリコン及び二酸化シリ
コン層は第２組のシリコン及び二酸化シリコン層に堆積し、第４組のシリコン及び二酸化
シリコン層は第３組のシリコン及び二酸化シリコン層に堆積することができる。この場合
には、４レベルのＤＯＥを形成するためのエッチング及びマスク除去を可能にするために
、本明細書により詳しく説明するように、他のシリコン層を第４組の上に堆積し、該他の
シリコン層上に３つのマスク層の組を堆積することができる。いくつかの実施形態では、
ＤＯＥレベルの他の数量、例えば２レベルのＤＯＥ、３レベルのＤＯＥ、５レベルのＤＯ
Ｅ、６レベルのＤＯＥ等、も可能である。
【0041】
いくつかの実施形態では、反射防止膜は一組の層を用いて形成し得る。例えば、反射防
止膜は基板とＤＯＥの応力をバランスさせるＤＯＥ反射防止膜とすることができ、よって
動作温度範囲に亘り基板の変形を低減することができる。加えて又は代わりに、反射防止
層を基板の背面に堆積ことができる（且つＤＯＥを形成する層を基板の前面に堆積するこ
とができる）。いくつかの実施形態では、一組の層を基板の複数の面の上に堆積すること
もできる。例えば、基板の第１の面及び基板の第２の面に反射防止構造を形成するために
一組の層を堆積することができ、複数のＤＯＥを支持する基板をもたらすこともできる。
いくつかの実施形態では、一組の層の１つの層に対して別の組の材料、例えば水素化シリ
コンベース材料、五酸化タンタルベース材料、窒化シリコンベース材料、等を使用するこ
ともできる。
止膜は基板とＤＯＥの応力をバランスさせるＤＯＥ反射防止膜とすることができ、よって
動作温度範囲に亘り基板の変形を低減することができる。加えて又は代わりに、反射防止
層を基板の背面に堆積ことができる（且つＤＯＥを形成する層を基板の前面に堆積するこ
とができる）。いくつかの実施形態では、一組の層を基板の複数の面の上に堆積すること
もできる。例えば、基板の第１の面及び基板の第２の面に反射防止構造を形成するために
一組の層を堆積することができ、複数のＤＯＥを支持する基板をもたらすこともできる。
いくつかの実施形態では、一組の層の１つの層に対して別の組の材料、例えば水素化シリ
コンベース材料、五酸化タンタルベース材料、窒化シリコンベース材料、等を使用するこ
ともできる。
【0042】
図４に更に示すように、プロセス４００は一組の層の表面上に一組のマスクを堆積する
ステップを含むことができる（ブロック４２０）。例えば、製造中、堆積処理を用いて一
組のマスクを一組の層の表面上に堆積することができる。いくつかの実施形態では、複数
のマスクを堆積することができる。例えば、４レベルのＤＯＥを形成するには、第１のマ
スクを一組の層の上面の一部分の上に堆積し、第２のマスクを前記上面の一部分の上及び
第１のマスクの上に堆積し、第３のマスクを前記上面の一部分の上及び第２のマスクの上
に堆積することができる。この場合には、マスク（例えばマスクの各々で覆われる上層の
一部分）のパターニングをエッチング及びマスク除去中に４レベルＤＯＥの形成が可能に
なるように選択することができる。
ステップを含むことができる（ブロック４２０）。例えば、製造中、堆積処理を用いて一
組のマスクを一組の層の表面上に堆積することができる。いくつかの実施形態では、複数
のマスクを堆積することができる。例えば、４レベルのＤＯＥを形成するには、第１のマ
スクを一組の層の上面の一部分の上に堆積し、第２のマスクを前記上面の一部分の上及び
第１のマスクの上に堆積し、第３のマスクを前記上面の一部分の上及び第２のマスクの上
に堆積することができる。この場合には、マスク（例えばマスクの各々で覆われる上層の
一部分）のパターニングをエッチング及びマスク除去中に４レベルＤＯＥの形成が可能に
なるように選択することができる。
【0043】
いくつかの実施形態では、マスクの材料は、マスクがシリコンエッチング及び／又は二
酸化シリコンエッチングに対する限界感度又は限界抵抗率と関連するように選択すること
ができる。いくつかの実施形態では、マスクは複数の材料を用いて形成することができる
。例えば、第１のマスクはアルミニウムマスクとし、第２のマスクはフォトレジストマス
クとしてよい。このようにすると、これらのマスクは、第１のマスクの除去が第２のマス
クの除去をもたらさないように構成でき、よってＤＯＥの形成を可能にする。このように
、エッチング前に複数のマスクを堆積する技術に基づくと、例えば１以上のエッチングス
テップ後にＤＯＥのエッチングされた層上にマスク層を堆積する等の他の技術と比較して
、製造精度、製造可能性、及びアライメント精度が改善される。
酸化シリコンエッチングに対する限界感度又は限界抵抗率と関連するように選択すること
ができる。いくつかの実施形態では、マスクは複数の材料を用いて形成することができる
。例えば、第１のマスクはアルミニウムマスクとし、第２のマスクはフォトレジストマス
クとしてよい。このようにすると、これらのマスクは、第１のマスクの除去が第２のマス
クの除去をもたらさないように構成でき、よってＤＯＥの形成を可能にする。このように
、エッチング前に複数のマスクを堆積する技術に基づくと、例えば１以上のエッチングス
テップ後にＤＯＥのエッチングされた層上にマスク層を堆積する等の他の技術と比較して
、製造精度、製造可能性、及びアライメント精度が改善される。
【0044】
図４に更に示すように、プロセス４００は一組の層をエッチングするステップ（ブロッ
ク４３０）、及び一組のマスクのマスクを除去するステップ（ブロック４４０）を含み得
る。例えば、製造中、ＤＯＥを形成するためにエッチング処理及びマスク除去処理を実行
し得る。この場合には、エッチング処理は複数のエッチングステップを含み、マスク除去
処理は複数のマスク除去ステップを含み得る。例えば、４レベルＤＯＥに対しては、本明
細書に詳しく説明されるように、第１のエッチングステップを実行し、第１のマスク除去
ステップを実行し、第２のエッチングステップを実行し、第２のマスク除去ステップを実
行し、第３のエッチングステップを実行し、第３のマスク除去ステップを実行することが
できる。いくつかの実施形態では、複数の異なるタイプのマスク除去ステップを複数の異
なる材料のマスクに対して実行することができる。例えば、アルミニウムマスク除去ステ
ップを第１のアルミニウムマスクを除去するために実行し、フォトレジストマスク除去ス
テップを第２のフォトレジストマスクを除去するために実行することができる。いくつか
の実施形態では、エッチステップは一組の層の一部の層を除去するために実行することが
できる。例えば、エッチストップとして構成されている二酸化シリコン層に基づいて、単
一エッチステップは、第１の二酸化シリコン層を除去する二酸化シリコンエッチ後に第１
のシリコン層を除去するシリコンエッチが続くため、第１のシリコン層の下に配置された
第２の二酸化シリコン層がシリコンエッチをストップし、第２の二酸化シリコン層及び／
又は第２のシリコン層を維持することができる。こうして、一組の反射防止構造をＤＯＥ
のために形成することができる。
ク４３０）、及び一組のマスクのマスクを除去するステップ（ブロック４４０）を含み得
る。例えば、製造中、ＤＯＥを形成するためにエッチング処理及びマスク除去処理を実行
し得る。この場合には、エッチング処理は複数のエッチングステップを含み、マスク除去
処理は複数のマスク除去ステップを含み得る。例えば、４レベルＤＯＥに対しては、本明
細書に詳しく説明されるように、第１のエッチングステップを実行し、第１のマスク除去
ステップを実行し、第２のエッチングステップを実行し、第２のマスク除去ステップを実
行し、第３のエッチングステップを実行し、第３のマスク除去ステップを実行することが
できる。いくつかの実施形態では、複数の異なるタイプのマスク除去ステップを複数の異
なる材料のマスクに対して実行することができる。例えば、アルミニウムマスク除去ステ
ップを第１のアルミニウムマスクを除去するために実行し、フォトレジストマスク除去ス
テップを第２のフォトレジストマスクを除去するために実行することができる。いくつか
の実施形態では、エッチステップは一組の層の一部の層を除去するために実行することが
できる。例えば、エッチストップとして構成されている二酸化シリコン層に基づいて、単
一エッチステップは、第１の二酸化シリコン層を除去する二酸化シリコンエッチ後に第１
のシリコン層を除去するシリコンエッチが続くため、第１のシリコン層の下に配置された
第２の二酸化シリコン層がシリコンエッチをストップし、第２の二酸化シリコン層及び／
又は第２のシリコン層を維持することができる。こうして、一組の反射防止構造をＤＯＥ
のために形成することができる。
【0045】
図４に更に示すように、プロセス４００はウェハ仕上げ処理を実行するステップを含む
（ブロック４５０）。例えば、ＤＯＥを試験し、複数の個別のＤＯＥにダイスカットし（
例えば、複数のＤＯＥがパターン化されているウェハを複数の個別のＤＯＥにダイスカッ
トし）、ＤＯＥを光デバイス内に封入するためにパッケージ化することができる。いくつ
かの実施形態では、多数の２００ミリメートル（ｍｍ）×０．７２５ｍｍのダイを形成す
るためにウェハをダイスカットすることができる。
（ブロック４５０）。例えば、ＤＯＥを試験し、複数の個別のＤＯＥにダイスカットし（
例えば、複数のＤＯＥがパターン化されているウェハを複数の個別のＤＯＥにダイスカッ
トし）、ＤＯＥを光デバイス内に封入するためにパッケージ化することができる。いくつ
かの実施形態では、多数の２００ミリメートル（ｍｍ）×０．７２５ｍｍのダイを形成す
るためにウェハをダイスカットすることができる。
【0046】
図４はプロセス４００の例示的なブロックを示すが、いくつかの実施形態では、プロセ
ス４００は追加のブロック、もっと少ないブロック、異なるブロック、又は図４に示すブ
ロックと異なる配列のブロックを含んでよい。加えて又は代わりに、プロセス４００の２
以上のブロックを並列に実行してもよい。
ス４００は追加のブロック、もっと少ないブロック、異なるブロック、又は図４に示すブ
ロックと異なる配列のブロックを含んでよい。加えて又は代わりに、プロセス４００の２
以上のブロックを並列に実行してもよい。
【0047】
図５Ａ－５Ｅは図４に示す例示的なプロセス４００に関連する例示的な実施形態５００
を示す図である。図に示すように、図５Ａ－５Ｅはブロック４３０及び４４０に関して上
述した一組の層のエッチングステップ及び一組の層からの一組のマスクの除去ステップを
例示する。
を示す図である。図に示すように、図５Ａ－５Ｅはブロック４３０及び４４０に関して上
述した一組の層のエッチングステップ及び一組の層からの一組のマスクの除去ステップを
例示する。
【0048】
図５Ａにおいて基準線５０２から基準線５０８の間に示すように、例示的な実施形態５
００は一組の層５１２～５２８を含み得る。一組の層５１２～５２８はエッチングされて
ないプレーナ層とし得る。例えば、例示的な実施形態５００は基板層５１４を含み得る。
一組の交互のシリコン層５１６，５２０，５２４及び５２８及び二酸化シリコン層５１８
，５２２及び５２６が基板層５１４の１つの面上に堆積される。光反射防止膜又は構造５
１２が基板層５１４の反対面上に設けられる。
００は一組の層５１２～５２８を含み得る。一組の層５１２～５２８はエッチングされて
ないプレーナ層とし得る。例えば、例示的な実施形態５００は基板層５１４を含み得る。
一組の交互のシリコン層５１６，５２０，５２４及び５２８及び二酸化シリコン層５１８
，５２２及び５２６が基板層５１４の１つの面上に堆積される。光反射防止膜又は構造５
１２が基板層５１４の反対面上に設けられる。
【0049】
更に図５Ａに関して示すように、マスク層５３６及び５３８はシリコン層５２８上に、
マスク層５３６及び５３８がシリコン層５２８の一部分を覆うように堆積しパターン化す
ることができる。各マスクに使用する材料は、マスク５３８の除去がマスク５３６のパタ
ーンに影響を与えないように相違させることができる。マスク層５３６は基準線５０６と
５０８の間のシリコン層５２８を覆うように堆積し、一組の層５１２－５２８をエッチン
グ中保護して、基準線５０６と５０８の間に第３の反射防止構造を形成するエッチングを
可能にすることができる。マスク層５３８は基準線５０４と５０６の間のシリコン層５２
８を覆うように堆積し、一組の層５１２－５２８をエッチング中保護して、基準線５０４
と５０６の間に第２の反射防止構造を形成するエッチングを可能にすることができる。マ
スク層５３６及び５３８は基準線５０２と５０４の間のシリコン層５２８を覆わないで、
一組の層５１２－５２８をエッチング中保護しないため、本明細書により詳しく説明され
るように、基準線５０２と５０４の間に第１の反射防止構造を形成するエッチングを可能
にすることができる。
マスク層５３６及び５３８がシリコン層５２８の一部分を覆うように堆積しパターン化す
ることができる。各マスクに使用する材料は、マスク５３８の除去がマスク５３６のパタ
ーンに影響を与えないように相違させることができる。マスク層５３６は基準線５０６と
５０８の間のシリコン層５２８を覆うように堆積し、一組の層５１２－５２８をエッチン
グ中保護して、基準線５０６と５０８の間に第３の反射防止構造を形成するエッチングを
可能にすることができる。マスク層５３８は基準線５０４と５０６の間のシリコン層５２
８を覆うように堆積し、一組の層５１２－５２８をエッチング中保護して、基準線５０４
と５０６の間に第２の反射防止構造を形成するエッチングを可能にすることができる。マ
スク層５３６及び５３８は基準線５０２と５０４の間のシリコン層５２８を覆わないで、
一組の層５１２－５２８をエッチング中保護しないため、本明細書により詳しく説明され
るように、基準線５０２と５０４の間に第１の反射防止構造を形成するエッチングを可能
にすることができる。
【0050】
図５Ｂに示すように、マスク５３８で覆われていないシリコン層５２８、二酸化シリコ
ン層５２６及びシリコン層５２４の部分（例えば基準線５０２と５０４の間）を除去する
ために、エッチング処理の第１のエッチングステップを実行することができる。この場合
には、二酸化シリコン層５２２は第１のエッチングステップに対してエッチストップとし
て機能し得る。
ン層５２６及びシリコン層５２４の部分（例えば基準線５０２と５０４の間）を除去する
ために、エッチング処理の第１のエッチングステップを実行することができる。この場合
には、二酸化シリコン層５２２は第１のエッチングステップに対してエッチストップとし
て機能し得る。
【0051】
図５Ｃに示すように、マスク層５３８を除去するためにマスク除去処理の第１のマスク
除去ステップを実行することができ、それによってシリコン層５２８の一部分（例えば、
基準線５０４と５０６の間）及びマスク層５３６の一部分（例えば、基準線５０６と５０
８の間）を露出させることができる。
除去ステップを実行することができ、それによってシリコン層５２８の一部分（例えば、
基準線５０４と５０６の間）及びマスク層５３６の一部分（例えば、基準線５０６と５０
８の間）を露出させることができる。
【0052】
図５Ｄに示すように、基準線５０２と５０４の間の二酸化シリコン層５２２及びシリコ
ン層５２０を除去するため及び基準線５０４と５０６の間のシリコン層５２８、二酸化シ
リコン層５２６及びシリコン層５２４を除去するために、エッチング処理の第２のエッチ
ングステップを実行することができる。この場合には、二酸化シリコン５１８が基準線５
０２と５０４の間で第２のエッチングステップに対してエッチストップとして機能するこ
とができ、且つ二酸化シリコン層５２２が基準線５０４と５０６の間で第２のエッチング
ステップに対してエッチストップとして機能することができる。
ン層５２０を除去するため及び基準線５０４と５０６の間のシリコン層５２８、二酸化シ
リコン層５２６及びシリコン層５２４を除去するために、エッチング処理の第２のエッチ
ングステップを実行することができる。この場合には、二酸化シリコン５１８が基準線５
０２と５０４の間で第２のエッチングステップに対してエッチストップとして機能するこ
とができ、且つ二酸化シリコン層５２２が基準線５０４と５０６の間で第２のエッチング
ステップに対してエッチストップとして機能することができる。
【0053】
図５Ｅに示すように、マスク層５３６を除去するためにマスク除去処理の第２のマスク
除去ステップを実行することができ、それによって基準線５０６と５０８の間のシリコン
層５２８を露出させることができる。このようにして、基準線５０２と５０４の間に特定
波長の第１の反射防止構造、基準線５０４と５０６の間に特定波長の第２の反射防止構造
及び基準線５０６と５０８の間に特定波長の第３の反射防止構造を有する３レベルの凹凸
プロフィールを形成することができる。この場合には、基準線５０２と５０４の間の第１
の反射防止構造と基準線５０６と５０８の間の第３の反射防止構造との間の位相遅れはπ
の位相遅れとすることができる。
除去ステップを実行することができ、それによって基準線５０６と５０８の間のシリコン
層５２８を露出させることができる。このようにして、基準線５０２と５０４の間に特定
波長の第１の反射防止構造、基準線５０４と５０６の間に特定波長の第２の反射防止構造
及び基準線５０６と５０８の間に特定波長の第３の反射防止構造を有する３レベルの凹凸
プロフィールを形成することができる。この場合には、基準線５０２と５０４の間の第１
の反射防止構造と基準線５０６と５０８の間の第３の反射防止構造との間の位相遅れはπ
の位相遅れとすることができる。
【0054】
【0055】
図６Ａ－６Ｇは図４に示す例示的なプロセス４００に関連する例示的な実施形態６００
を示す図である。図に示すように、図６Ａ－６Ｅはブロック４３０及び４４０に関して上
述した一組の層のエッチングステップ及び一組の層からの一組のマスクの除去ステップを
例示する。
を示す図である。図に示すように、図６Ａ－６Ｅはブロック４３０及び４４０に関して上
述した一組の層のエッチングステップ及び一組の層からの一組のマスクの除去ステップを
例示する。
【0056】
図６Ａにおいて基準線６０２から基準線６０８までの間に示すように、例示的な実施形
態６００は、一組の層６１２～６３２を含み得る。一組の層６１２～６３２はエッチング
されてないプレーナ層とし得る。例えば、例示的な実施形態６００は基板層６１４を含み
得る。反射防止層６１２が基板層６１４の第１の面上に堆積され、一組の交互のシリコン
層６１６，６２０，６２４、６２８及び６３２と二酸化シリコン層６１８，６２２、６２
６及び６３０が基板層６１４の第２の面上に堆積され得る。
態６００は、一組の層６１２～６３２を含み得る。一組の層６１２～６３２はエッチング
されてないプレーナ層とし得る。例えば、例示的な実施形態６００は基板層６１４を含み
得る。反射防止層６１２が基板層６１４の第１の面上に堆積され、一組の交互のシリコン
層６１６，６２０，６２４、６２８及び６３２と二酸化シリコン層６１８，６２２、６２
６及び６３０が基板層６１４の第２の面上に堆積され得る。
【0057】
更に図６Ａに示すように、基準線６０２と６１０の間に４つの反射防止構造の組を形成
するために、マスク層６３４，６３６及び６３８がシリコン層６３２の所定部分を覆うよ
うに堆積されパターン化され、エッチング処理及びマスク除去処理を実行可能にする。各
マスク６３４，６３６，６３８に使用する材料は、１つのマスクの除去が残りのマスクの
パターンに影響を与えないように異ならせることができる。
するために、マスク層６３４，６３６及び６３８がシリコン層６３２の所定部分を覆うよ
うに堆積されパターン化され、エッチング処理及びマスク除去処理を実行可能にする。各
マスク６３４，６３６，６３８に使用する材料は、１つのマスクの除去が残りのマスクの
パターンに影響を与えないように異ならせることができる。
【0058】
図６Ｂに示すように、マスク６３８で覆われていないシリコン層６３２、二酸化シリコ
ン層６３０及びシリコン層６２８の部分（例えば基準線６０２と６０４の間）を除去する
ために、エッチング処理の第１のエッチングステップを実行することができる。この場合
には、二酸化シリコン層６２６が第１のエッチングステップに対してエッチストップとし
て機能し得る。
ン層６３０及びシリコン層６２８の部分（例えば基準線６０２と６０４の間）を除去する
ために、エッチング処理の第１のエッチングステップを実行することができる。この場合
には、二酸化シリコン層６２６が第１のエッチングステップに対してエッチストップとし
て機能し得る。
【0059】
図６Ｃに示すように、マスク層６３８を除去するためにマスク除去処理の第１のマスク
除去ステップを実行することができ、それによって基準線６０４と６０６の間のシリコン
層６３２の部分及び基準線６０６と６１０の間のマスク層６３６の部分を露出させること
ができる。
除去ステップを実行することができ、それによって基準線６０４と６０６の間のシリコン
層６３２の部分及び基準線６０６と６１０の間のマスク層６３６の部分を露出させること
ができる。
【0060】
図６Ｄに示すように、基準線６０２と６０４の間の二酸化シリコン層６２６及びシリコ
ン層６２４を除去するため及び基準線６０４と６０６の間のシリコン層６３２、二酸化シ
リコン層６３０及びシリコン層６２８を除去するために、エッチング処理の第２のエッチ
ングステップを実行することができる。この場合には、二酸化シリコン６２２が基準線６
０２と６０４の間で第２のエッチングステップに対してエッチストップとして機能するこ
とができ、且つ二酸化シリコン層６２６が基準線６０４と６０６の間で第２のエッチング
ステップに対してエッチストップとして機能し得る。
ン層６２４を除去するため及び基準線６０４と６０６の間のシリコン層６３２、二酸化シ
リコン層６３０及びシリコン層６２８を除去するために、エッチング処理の第２のエッチ
ングステップを実行することができる。この場合には、二酸化シリコン６２２が基準線６
０２と６０４の間で第２のエッチングステップに対してエッチストップとして機能するこ
とができ、且つ二酸化シリコン層６２６が基準線６０４と６０６の間で第２のエッチング
ステップに対してエッチストップとして機能し得る。
【0061】
【0062】
図６Ｆに示すように、基準線６０２と６０４の間の二酸化シリコン層６２２及びシリコ
ン層６２０、基準線６０４と６０６の間の二酸化シリコン層６２６及びシリコン層６２４
、及び基準線６０６と６０８の間のシリコン層６３２、二酸化シリコン層６３０及びシリ
コン層６２８を除去するために、エッチング処理の第３のエッチングステップを実行する
ことができる。この場合には、二酸化シリコン層６１８が基準線６０２と６０４の間で第
３のエッチングステップに対してエッチステップとして機能し、二酸化シリコン層６２２
が基準線６０４と６０６の間で第３のエッチングステップに対してエッチステップとして
機能し、且つ二酸化シリコン層６２６が基準線６０６と６０８の間で第３のエッチングス
テップに対してエッチステップとして機能し得る。
ン層６２０、基準線６０４と６０６の間の二酸化シリコン層６２６及びシリコン層６２４
、及び基準線６０６と６０８の間のシリコン層６３２、二酸化シリコン層６３０及びシリ
コン層６２８を除去するために、エッチング処理の第３のエッチングステップを実行する
ことができる。この場合には、二酸化シリコン層６１８が基準線６０２と６０４の間で第
３のエッチングステップに対してエッチステップとして機能し、二酸化シリコン層６２２
が基準線６０４と６０６の間で第３のエッチングステップに対してエッチステップとして
機能し、且つ二酸化シリコン層６２６が基準線６０６と６０８の間で第３のエッチングス
テップに対してエッチステップとして機能し得る。
【0063】
【0064】
このようにして、基準線６０２と６０４の間に特定波長の第１の反射防止構造、基準線６
０４と６０６の間に特定波長の第２の反射防止構造、基準線６０６と６０８の間に特定波
長の第３の反射防止構造、及び基準線６０８と６１０の間に特定波長の第４の反射防止構
造及び別のシリコン層（例えば、シリコン層６２８）を有する４レベルの凹凸深プロフィ
ールを形成することができる。この場合には、基準線６０２と６０４の間の第１の反射防
止構造と基準線６０８と６１０の間の第４の反射防止構造との間の位相遅れはπの位相遅
れとすることができる。
０４と６０６の間に特定波長の第２の反射防止構造、基準線６０６と６０８の間に特定波
長の第３の反射防止構造、及び基準線６０８と６１０の間に特定波長の第４の反射防止構
造及び別のシリコン層（例えば、シリコン層６２８）を有する４レベルの凹凸深プロフィ
ールを形成することができる。この場合には、基準線６０２と６０４の間の第１の反射防
止構造と基準線６０８と６１０の間の第４の反射防止構造との間の位相遅れはπの位相遅
れとすることができる。
【0065】
【0066】
このように、多レベル（例えば３以上のレベル）凹凸プロフィールにエッチングされた
交互のシリコン層（例えば、水素化シリコン層）及び二酸化シリコンを含む薄膜スタック
を有するＤＯＥを構成し、製造することができる。更に、ＤＯＥの層は、反射防止特性、
統合エッチストップ特性、等を提供するように設計することができる。更に、設計は薄膜
堆積プロセスを用いて行うことができ、０次パワーを制御することができる。更に、薄膜
の堆積及びエッチングの使用に基づいて、ＤＯＥを製造する製造ステップの数量を低減す
ることができ、それによってＤＯＥを製造する他の技術と比較して時間及びコストを低減
することができる。
交互のシリコン層（例えば、水素化シリコン層）及び二酸化シリコンを含む薄膜スタック
を有するＤＯＥを構成し、製造することができる。更に、ＤＯＥの層は、反射防止特性、
統合エッチストップ特性、等を提供するように設計することができる。更に、設計は薄膜
堆積プロセスを用いて行うことができ、０次パワーを制御することができる。更に、薄膜
の堆積及びエッチングの使用に基づいて、ＤＯＥを製造する製造ステップの数量を低減す
ることができ、それによってＤＯＥを製造する他の技術と比較して時間及びコストを低減
することができる。
【0067】
図５Ａ－５Ｅ、図６Ａ－６Ｇ等に示す例示的な実施形態では、凹凸深さ及び反射防止構
造は、回折格子に見られるように、周期的又は繰り返しパターン及び一定の断面を有する
ものとして示されている。不規則又は可変の断面を有する他の非周期的凹凸深さ及び反射
防止構造も、以下のものに限定されないが、例えばパターン発生用、デプスマッピングド
ットプロジェクション用及び構造光用のＤＯＥに等しく意図される。
造は、回折格子に見られるように、周期的又は繰り返しパターン及び一定の断面を有する
ものとして示されている。不規則又は可変の断面を有する他の非周期的凹凸深さ及び反射
防止構造も、以下のものに限定されないが、例えばパターン発生用、デプスマッピングド
ットプロジェクション用及び構造光用のＤＯＥに等しく意図される。
【0068】
以上の開示は例証及び説明のために提示されているが、網羅的な説明を意図するものでも
、実施形態を開示の正確な形態に限定することを意図するものでもない。様々な変更や変
形が以上の開示に照らして可能であり、また実施形態の実施から得ることができる
、実施形態を開示の正確な形態に限定することを意図するものでもない。様々な変更や変
形が以上の開示に照らして可能であり、また実施形態の実施から得ることができる
【0069】
いくつかの実施形態は本明細書中に閾値と関連して記載されている。本明細書において
、閾値を満たすとは、値が閾値より大きい、閾値を超える、閾値より高い、閾値に等しい
かそれより大きい、閾値未満、閾値より少ない、閾値より低い、閾値に等しいかそれより
少ない、閾値に等しい、等を意味し得る。
、閾値を満たすとは、値が閾値より大きい、閾値を超える、閾値より高い、閾値に等しい
かそれより大きい、閾値未満、閾値より少ない、閾値より低い、閾値に等しいかそれより
少ない、閾値に等しい、等を意味し得る。
【0070】
特定の特徴の組み合わせが請求の範囲に列挙され及び／又は明細書に開示されているが、
これらの組み合わせは可能な実施形態の開示を限定するものではない。実際には、これら
の特徴の多くは請求の範囲に明確に列挙されていない及び／又は明細書に開示されていな
い方法で組み合わせてもよい。以下に列挙される各従属請求項は一つの請求項にのみ直接
従属してよいが、可能な実施形態の開示は各従属請求項と請求の範囲内のすべての他の請
求項との組み合わせも含むものである。
これらの組み合わせは可能な実施形態の開示を限定するものではない。実際には、これら
の特徴の多くは請求の範囲に明確に列挙されていない及び／又は明細書に開示されていな
い方法で組み合わせてもよい。以下に列挙される各従属請求項は一つの請求項にのみ直接
従属してよいが、可能な実施形態の開示は各従属請求項と請求の範囲内のすべての他の請
求項との組み合わせも含むものである。
【0071】
本明細書で使用する要素、操作又は指示は、特に明記されない限り、決定的又は本質的
と解釈されるべきである。また、冠詞"a"及び"an"は一以上の要素を含むことが意図され
、「一以上」と互換的に使用され得る。更に、本明細書で使用される「組」は一以上の要
素（例えば、関連要素、非関連要素、関連要素及び関連要素の組み合わせ等）を含むこと
が意図され、「一以上」と互換的に使用され得る。唯一の要素が意図される場合には、「
一つ」又は類似の語が使用される。また、本明細書で使用する語「有する」、「有してい
る」等はオープンエンデッドタームであることが意図されている。更に、語句「基づく」
は特に明記されない限り「少なくとも部分的に基づく」を意味することが意図されている
。
と解釈されるべきである。また、冠詞"a"及び"an"は一以上の要素を含むことが意図され
、「一以上」と互換的に使用され得る。更に、本明細書で使用される「組」は一以上の要
素（例えば、関連要素、非関連要素、関連要素及び関連要素の組み合わせ等）を含むこと
が意図され、「一以上」と互換的に使用され得る。唯一の要素が意図される場合には、「
一つ」又は類似の語が使用される。また、本明細書で使用する語「有する」、「有してい
る」等はオープンエンデッドタームであることが意図されている。更に、語句「基づく」
は特に明記されない限り「少なくとも部分的に基づく」を意味することが意図されている
。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図6G】
