特許 7470196 トポグラフィック基板を製造するためのマスクレスリソグラフィ方法

(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】2024-04-09

(45)【発行日】2024-04-17

(54)【発明の名称】トポグラフィック基板を製造するためのマスクレスリソグラフィ方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20240410BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 501

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022549254

(86)(22)【出願日】2021-01-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-13

(86)【国際出願番号】 US2021012521

(87)【国際公開番号】W WO2021167709

(87)【国際公開日】2021-08-26

【審査請求日】2022-10-13

(31)【優先権主張番号】16/798,261

(32)【優先日】2020-02-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】シュー， ヨンアン

(72)【発明者】

【氏名】ゴデット， ルドヴィーク

【審査官】小林 幹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１７８６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３６５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２６７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／２３９１３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１１１０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１３１９４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００４－３１７９７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／２０－７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高さが異なる少なくとも２つのフィーチャを有するデバイスを製造する方法であって、
光学デバイス層の表面にレジストを堆積させることであって、前記光学デバイス層が基板の上方に配置される、レジストを堆積させることと、
前記デバイスの前記少なくとも２つのフィーチャについて、トポグラフィパターンを決定することであって、前記２つのフィーチャが異なるトポグラフィを有する、トポグラフィパターンを決定することと、
前記デバイスの前記少なくとも２つのフィーチャについて、露光パターンを決定することと、
前記レジストの第１の領域を、第１の光量で露光することであって、前記第１の領域が、前記少なくとも２つのフィーチャの第１のフィーチャに対応する、第１の領域を露光することと、
前記レジストの第２の領域を、前記第１の光量とは異なる第２の光量で露光することであって、前記第２の領域が、前記少なくとも２つのフィーチャの第２のフィーチャに対応する、第２の領域を露光することと、
前記レジストを現像することと
を含む、方法。

【請求項2】

前記第１の光量が、前記第２の光量よりも大きい、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１のフィーチャの高さが、前記第２のフィーチャの高さよりも高い、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記レジストが、金属酸化物材料を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記金属酸化物材料が、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｂＯｘ、ＺｒＯｘ、ＡｌＯｘ、ＨｆＯｘ、ＷＯｘ、ＺｎＯｘ、又はそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記レジストが、ネガ型レジストである、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記レジストが、１．３から２．５の屈折率を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記第１の領域を露光すること及び前記第２の領域を露光することが、マスクなしで実行される、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

高さが異なる少なくとも２つのフィーチャを有するデバイスを製造する方法であって、
光学デバイス層の表面にレジストを堆積させることであって、前記光学デバイス層が基板の上方に配置される、レジストを堆積させることと、
前記デバイスの前記少なくとも２つのフィーチャについて、トポグラフィパターンを決定することであって、前記２つのフィーチャが異なるトポグラフィを有する、トポグラフィパターンを決定することと、
前記少なくとも２つのフィーチャの第１のフィーチャに対応する第１の露光窓を生み出すために、露光装置の複数のブレードを調整することと、
前記レジストの第１の領域を、第１の光量で露光することであって、前記基板の前記第１の領域が、前記第１の露光窓に対応する、第１の領域を露光することと、
前記少なくとも２つのフィーチャの第２のフィーチャに対応する第２の露光窓を生み出すために、前記複数のブレードを調整することと、
前記レジストの第２の領域を、前記第１の光量とは異なる第２の光量で露光することであって、前記基板の前記第２の領域が、前記第２の露光窓に対応する、第２の領域を露光することと、
前記レジストを現像することと
を含む、方法。

【請求項10】

前記第１の光量が、前記第２の光量よりも大きい、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記第１のフィーチャの高さが、前記第２のフィーチャの高さよりも高い、請求項９に記載の方法。

【請求項12】

前記レジストが、金属酸化物材料を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項13】

前記金属酸化物材料が、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｂＯｘ、ＺｒＯｘ、ＡｌＯｘ、ＨｆＯｘ、ＷＯｘ、ＺｎＯｘ、又はそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記レジストが、ネガ型レジストである、請求項９に記載の方法。

【請求項15】

前記レジストが、１．３から２．５の屈折率を有する、請求項９に記載の方法。

【請求項16】

前記第１の領域を露光すること及び前記第２の領域を露光することが、マスクなしで実行される、請求項９に記載の方法。

【請求項17】

高さが異なる少なくとも２つのフィーチャを有するデバイスを製造する方法であって、
光学デバイス層の表面にレジストを堆積させることであって、前記光学デバイス層が基板の上方に配置される、レジストを堆積させることと、
前記デバイスの前記少なくとも２つのフィーチャについて、トポグラフィパターンを決定することであって、前記２つのフィーチャが異なるトポグラフィを有する、トポグラフィパターンを決定することと、
前記デバイスの前記少なくとも２つのフィーチャについて、露光パターンを決定することと、
前記レジストの第１の領域を、第１の光量で露光することであって、前記第１の領域が、前記少なくとも２つのフィーチャの第１のフィーチャに対応する、第１の領域を露光することと、
前記レジストの第２の領域を、前記第１の光量とは異なる第２の光量で露光することであって、前記第２の領域が、前記少なくとも２つのフィーチャの第２のフィーチャに対応する、第２の領域を露光することと、
前記レジストを現像することと、
前記レジスト及び前記光学デバイス層をエッチングすることと
を含む、方法。

【請求項18】

前記光学デバイス層が、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｂＯｘ、ＺｒＯｘ、ＡｌＯｘ、ＨｆＯｘ、ＷＯｘ、ＺｎＯｘ、又はそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記レジストが、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｂＯｘ、ＺｒＯｘ、ＡｌＯｘ、ＨｆＯｘ、ＷＯｘ、ＺｎＯｘ、又はそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

前記レジストが、ネガ型レジストである、請求項１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本開示の実施形態は、概して、光学デバイス及び光子デバイスに関する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、マスクレスリソグラフィプロセスによってトポグラフィック基板を形成する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

関連技術の記載
［０００２］光学デバイス及び光子デバイスは、基板上に形成された光学デバイス又は光子デバイスの空間的に変化する構造パターンによって、光の伝搬を操作するために使用され得る。幾つかの光学デバイス及び光子デバイスでは、理想的な光学性能を達成するために、所望のパターン領域は異なる高さを有することになる。かかるデバイスは、拡張現実（ＡＲ）デバイス又は仮想現実（ＶＲ）デバイスを含む。

【0003】

［０００３］異なる高さを有する所望のパターン領域を取得するために、対応するマスクを用いる種々のリソグラフィプロセスが、異なる高さを有する各パターン領域に対して利用される。想像しやすいように、パターン領域が多いほど、リソグラフィプロセスが多く発生し、より多くのマスクが利用される。より多くのリソグラフィプロセスが実行され、したがって、より多くのマスクが利用されるにつれて、プロセスはより長くかかる傾向がある。例えば、異なる高さを有する２つの異なるフィーチャは、２つの異なるマスクを用いる２つの異なるリソグラフィプロセスを必要とする。第３のフィーチャを追加することは、３つの異なるフィーチャを生産するために処理時間を５０％増加させる。

【0004】

［０００４］したがって、当技術分野では、フィーチャごとに独立したリソグラフィプロセスを必要とせずに、異なる高さを有する複数のフィーチャを基板上に生み出す方法が必要とされている。

【発明の概要】

【0005】

［０００５］マスクレスリソグラフィプロセスを利用して、複数のトポグラフィックフィーチャを有する基板を、各フィーチャに対する独立したリソグラフィプロセスを必要とせずに生産することができる。

【0006】

［０００６］一実施形態では、高さが異なる少なくとも２つのフィーチャを有するデバイスを製造する方法は、基板の上にレジストを堆積させることと、デバイスの少なくとも２つのフィーチャについて、トポグラフィパターンを決定することであって、２つのフィーチャが異なるトポグラフィを有する、トポグラフィパターンを決定することと、デバイスの少なくとも２つのフィーチャについて、露光パターンを決定することと、レジストの第１の領域を、第１の光量で露光することであって、第１の領域が、少なくとも２つのフィーチャの第１のフィーチャに対応する、第１の領域を露光することと、レジストの第２の領域を、第１の光量とは異なる第２の光量で露光することであって、第２の領域が少なくとも２つのフィーチャの第２のフィーチャに対応する、第２の領域を露光することと、レジストを現像することとを含む。

【0007】

［０００７］別の実施形態では、高さが異なる少なくとも２つのフィーチャを有するデバイスを製造する方法は、基板の上にレジストを堆積させることと、デバイスの少なくとも２つのフィーチャについて、トポグラフィパターンを決定することであって、２つのフィーチャが異なるトポグラフィを有する、トポグラフィパターンを決定することと、少なくとも２つのフィーチャの第１のフィーチャに対応する第１の露光領域を生み出すために、露光装置の複数のブレードを調整することと、レジストの第１の領域を、第１の光量で露光することであって、基板の第１の領域が、第１の露光領域に対応する、第１の領域を露光することと、少なくとも２つのフィーチャの第２のフィーチャに対応する第２の露光領域を生み出すために、複数のブレードを調整することと、レジストの第２の領域を、第１の光量とは異なる第２の光量で露光することであって、基板の第２の領域が第２の露光領域に対応する、第２の領域を露光することと、レジストを現像することとを含む。

【0008】

［０００８］別の実施形態では、高さが異なる少なくとも２つのフィーチャを有するデバイスを製造する方法は、光学デバイス層の上にレジストを堆積させることであって、光学デバイス層が基板の上に配置される、レジストを堆積させることと、デバイスの少なくとも２つのフィーチャについて、トポグラフィパターンを決定することであって、２つのフィーチャが異なるトポグラフィを有する、トポグラフィパターンを決定することと、デバイスの少なくとも２つのフィーチャについて、露光パターンを決定することと、レジストの第１の領域を、第１の光量で露光することであって、第１の領域が、少なくとも２つのフィーチャの第１のフィーチャに対応する、第１の領域を露光することと、レジストの第２の領域を、第１の光量とは異なる第２の光量で露光することであって、第２の領域が、少なくとも２つのフィーチャの第２のフィーチャに対応する、第２の領域を露光することと、レジストを現像することと、レジスト及び光学デバイス層をエッチングすることとを含む。

【0009】

［０００９］上述の本開示の特徴を詳細に理解し得るように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な記載が、実施形態を参照することによって得られ、一部の実施形態は、添付の図面に例示されている。しかし、添付の図面は、例示的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容し得ることに、留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】［００１０］一実施形態に係る、処理装置の概略図である。

【図2A】［００１１］一実施形態に係る、図１の処理装置に用いられるレチクルの概略図である。

【図2B】一実施形態に係る、図１の処理装置に用いられるレチクルの概略図である。

【図3】［００１２］一実施形態に係る、所望の露光パターンを有する基板の概略図である。

【図4】［００１３］本明細書に開示の露光法から得られる製品である。

【図5A】［００１４］本明細書に開示の露光法から得られる中間品である。

【図5B】［００１５］図５Ａの中間品を使用して得られる製品である。

【図6A-6C】［００１６］本明細書に開示の方法を使用する様々な製造段階における製品の概略図である。

【図7】［００１７］一実施形態に係る、製品の製造法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［００１８］理解を促進するために、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると想定される。

【0012】

［００１９］本開示の実施形態は、概して、トポグラフィック基板を製造するための装置及び方法に関する。マスクレスリソグラフィプロセスを利用して、複数のトポグラフィックフィーチャを有する基板を、各フィーチャに対する独立したリソグラフィプロセスを必要とせずに生産することができる。

【0013】

［００２０］図１は、一実施形態による基板を処理するための処理装置１００の概略図である。装置１００は、光源１０２及びレチクル１０４を備える。図１に示されるように、基板１０６は、処理のために装置１００内に配置される。装置１００は、光源１０２からの光１１０を、レチクル１０４を介して基板１０６の特定の領域上に送達することによって動作する。光１１０は、レチクルを通過すると、光１１２に露光されることになる基板１０６の特定の位置上の集束光１１２である。

【0014】

［００２１］図２Ａ及び２Ｂは、一実施形態による図１の処理装置１００に用いられるレチクル１０４の概略図である。レチクル１０４は、上側ブレード２０２、下側ブレード２０４、左側ブレード２０６、及び右側ブレード２０８を含む。上側ブレード２０２は、矢印「Ａ」によって表されるレチクル本体２５０の幅に少なくとも等しい幅を有する。同様に、下側ブレード２０４は、レチクル本体２５０の幅に少なくとも等しい幅を有する。上側ブレード２０２は、矢印「Ｂ」によって表される高さを有し、これは、矢印「Ｃ」によって表されるレチクル本体２５０の高さよりも小さい。下側ブレード２０４は、矢印「Ｄ」によって表される高さを有し、これは、矢印「Ｃ」によって表されるレチクル本体２５０の高さよりも小さい。左側ブレード２０６は、矢印「Ｅ」によって表される幅を有し、これは、矢印「Ａ」によって表されるレチクル本体２５０の幅よりも小さい。左側ブレード２０６は、また、矢印「Ｃ」によって表されるレチクル本体の高さに少なくとも等しい高さを有する。右側ブレード２０８は、矢印「Ｆ」によって表される幅を有し、これは、矢印「Ａ」によって表されるレチクル本体２５０の幅よりも小さい。左側ブレード２０６は、また、矢印「Ｃ」によって表されるレチクル本体の高さに少なくとも等しい高さを有する。ここで、レチクルは、単に、物理的にツール上に存在しないダミーであってもよいし、マスクレスであってもよい。

【0015】

［００２２］図２Ａは、レチクル２００の上面図である。一実施形態では、レチクル２００は、概して、幅２６ミリメートル（矢印「Ａ」で示す）及び長さ３３ミリメートル（矢印「Ｃ」で示す）である。ブレード２０２、２０４、２０６、及び２０８は、露光窓２１０を生み出す。露光窓２１０の領域のサイズは、露光される基板上の領域によって画定される。ブレード２０２、２０４、２０６、及び２０８は、露光窓２１０の縁部２１８を画定する。上側ブレード２０２及び下側ブレード２０４は、露光窓２１０の高さ２１４を画定する。左側ブレード２０６及び右側ブレード２０８は、露光窓２１０の幅２１６を画定する。ブレード２０２、２０４、２０６、２０８は、露光窓２１０を変更又は画定するために拡張するように可動である。例えば、上側ブレード２０２は、露光窓２１０の高さ２１４を増減するために、下側ブレード２０４に近づけるか、又は遠ざけるか、又はその逆に移動させられ得る。同様に、左側ブレード２０６は、露光窓の幅２１６を増減するために、右側ブレード２０８に近づけるか、又は遠ざけるか、又はその逆に移動させられ得る。

【0016】

［００２３］図２Ｂは、ブレード２０２、２０４、２０６、及び２０８を備えたレチクル２００を、より大きな露光窓２１８が存在するように（すなわち、高さ２１４が図２Ａに対して図２Ｂでより大きく、幅２１６が図２Ａに対して図２Ｂでより大きい）、図２Ａに示された位置とは異なる位置に示す。

【0017】

［００２４］動作中、光源１０２は、スリット２１２の形態の開口部を有する。スリット２１２は、上側ブレード２０２から下側ブレード２０４まで露光窓２１０を走査する。光源１０２からの光１１０は、基板上にデバイスパターンを形成する露光窓２１０を通過する。図２Ａ及び２Ｂに示されるように、スリット２１２は、露光窓２１０全体が露光されるように、レチクル１０４に対して移動する。

【0018】

［００２５］図３は、一実施形態による、所望の露光パターン３０６、３０８、及び３１０を有する基板３０２の概略図である。この実施形態では、パターン３０６、３０８、及び３１０はそれぞれ、異なるサイズ及び／又は高さを有する。各露光パターン３０６、３０８、３１０は、ダイ３０４内の異なるサイズ及び位置で唯一である。ダイサイズに対するパターン位置の正確さが望まれる。一実施形態では、各露光パターン３０６、３０８、３１０は、１ナノメートル未満の正確さでダイ３０４内の特定の位置に設置され得る。

【0019】

［００２６］動作中、光源１０２からの光は、スリット２１２の形態のレチクル１０４に送達される。光源１０２からの光１１０は、レジスト３１２内にパターン３０６、３０８、及び３１０などのデバイスパターンを形成する露光窓２１０を通過する。スリット２１２は、露光窓２１０を走査し、下方のレジスト３１２のデバイスパターン３０６、３０８、及び３１０を露光する。一実施形態では、スリット２１２は、幅２６ｍｍ、長さ約５ｍｍ～７ｍｍである。スリット２１２は、上側ブレード２０２から下側ブレード２０４まで露光窓２１０を走査する。

【0020】

［００２７］上記で開示された方法は、任意の基板サイズ上の任意のデバイスサイズに適用可能である。露光窓２１０は、最大２６ｍｍの幅及び３３ｍｍの長さの露光される領域を生み出し得る。パターン３０６、３０８、及び３１０などのデバイスパターンサイズは、２６ｍｍ×３３ｍｍよりも大きくすることができる。デバイスパターンサイズが２６ｍｍ×３３ｍｍよりも大きい場合、各２６ｍｍ×３３ｍｍ以下の２枚の露光窓を順次利用するスティッチング法が用いられる。露光窓は、互いに直接隣り合って設置され、パターン３０６、３０８、及び３１０などのより大きなパターンサイズを生み出す。

【0021】

［００２８］トポグラフィックフィーチャの異なる高さは、異なる光量によって生み出される。光量は、レジスト３１２の露光時間によって変化する。より多くの光量は、より長い露光時間に等しい。露光時間が長くなるにつれて架橋結合が増加するため、露光時間が長くなると、レジスト３１２のより高い高さを生み出すことになる。より短い露光時間の間のより少ない架橋結合により、より短い露光時間は、より薄い層を生み出すことになる。

【0022】

［００２９］図４は、本明細書に開示の露光法から得られる製品４００である。光学デバイス層４０４は、基板４０２上に堆積される。一実施形態では、光学デバイス層４０４は、金属酸化物材料を含む。一実施形態では、金属酸化物材料は、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｂＯｘ、ＺｒＯｘ、ＡｌＯｘ、ＨｆＯｘ、ＷＯｘ、ＺｎＯｘ、又はそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含む。レジスト４０６内の金属酸化物内容物の濃度は、所望の膜屈折率に基づいて設計される。金属酸化物材料の濃度を変化させることは、フィーチャの屈折率の操作を可能にする。一実施形態では、全屈折率範囲は、光学可視光下で約１．３及び２．５である。

【0023】

［００３０］得られる製品４００は、その上に配置された光学デバイス層４０４を有する基板４０２を含む。レジスト４０６は、本明細書に開示の方法を使用して光学デバイス層４０４上に堆積される。レジスト４０６は、ネガ型レジストである。レジスト４０６は、露光及び現像後に基板４０２上に残ることになる。少なくとも２つのトポグラフィックフィーチャ４０８、４１０、及び４１２が、それらの対応する露光パターンにしたがってレジスト４０６内に生み出される。基板４０２は、露光及び現像の直後に使用され得る。

【0024】

［００３１］図５Ａは、本明細書に開示の露光法から得られる中間品５００である。図５Ｂは、図５Ａの中間品を使用して得られる製品５５０である。中間品５００は、その上に配置された光学デバイス層５０４を有する基板５０２を包含する。一実施形態では、光学デバイス層５０４は、金属酸化物材料を含む。一実施形態では、金属酸化物材料は、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｂＯｘ、ＺｒＯｘ、ＡｌＯｘ、ＨｆＯｘ、ＷＯｘ、ＺｎＯｘ、又はそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含む。レジスト４０６内の金属酸化物内容物の濃度は、所望の膜屈折率に基づいて設計される。金属酸化物材料の濃度を変化させることは、フィーチャの屈折率の操作を可能にする。

【0025】

［００３２］レジスト５０６は、本明細書に開示の方法を使用して光学デバイス層５０４上に堆積される。レジスト５０６は、ネガ型レジストである。少なくとも２つのトポグラフィックフィーチャ５０８、５１０、及び５１２が、それらの対応する露光パターンにしたがってレジスト５０６内に生み出される。一実施形態では、レジスト５０６は、トポグラフィックフィーチャ５０８、５１０、及び５１２内に形成された構造を有する光学デバイスを形成するように更に処理される。トポグラフィックフィーチャ５０８、５１０、及び５１２のうちの少なくとも１つに形成される構造は、異なる。トポグラフィックフィーチャ５０８、５１０、及び５１２に形成される可変高さを有する構造は、１μｍ未満の寸法を有するナノ構造であってもよい。一実施形態では、光学デバイスは、拡張現実導波路コンバイナなどの導波路コンバイナである。別の実施形態では、光学デバイスは、メタサーフェスなどの平坦な光学デバイスである。

【0026】

［００３３］得られる製品５５０は、中間製品５００をエッチングした後に生み出される。材料のエッチングレートは、約１対１となる。製品５００をエッチングすることにより、光学デバイス層５０４内に現像されるトポグラフィックフィーチャ５１４、５１６、及び５１８を有する製品５５０がもたらされる。一実施形態では、光学デバイス層５０４は、トポグラフィックフィーチャ５１４、５１６、及び５１８内に形成された構造を有する光学デバイスを形成するように更に処理される。トポグラフィックフィーチャ５１４、５１６、及び５１８のうちの少なくとも１つに形成される構造は、異なる。トポグラフィックフィーチャ５１４、５１６、及び５１８に形成される可変高さを有する構造は、１μｍ未満の寸法を有するナノ構造であってもよい。一実施形態では、光学デバイスは、拡張現実導波路コンバイナなどの導波路コンバイナである。別の実施形態では、光学デバイスは、メタサーフェスなどの平坦な光学デバイスである。

【0027】

［００３４］図６Ａ～６Ｃは、本明細書に開示の方法を使用する様々な製造段階における製品６００の概略図である。製品６００は、基板６０２と、光学デバイス層６０４と、レジスト層６０６から成る。一実施形態では、基板６０２は、シリコン材料から成る。別の実施形態では、基板６０２はガラスで作られる。一実施形態では、光学デバイス層６０４は、金属酸化物材料を含む。一実施形態では、金属酸化物材料は、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｂＯｘ、ＺｒＯｘ、ＡｌＯｘ、ＨｆＯｘ、ＷＯｘ、ＺｎＯｘ、又はそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含む。一実施形態では、レジスト層６０６は、金属酸化物材料を含む。一実施形態では、金属酸化物材料は、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｂＯｘ、ＺｒＯｘ、ＡｌＯｘ、ＨｆＯｘ、ＷＯｘ、ＺｎＯｘ、又はそれらの組み合わせから成る群から選択される材料を含む。図６Ａは、露光前の製品の蓄積を示す。図６Ｂは、露光後及び現像前の製品６００を示す。図６Ｂは、露光後の様々なフィーチャ６０８、６１０、及び６１２を示す。図６Ｃは、現像されたフィーチャ６１４、６１６、及び６１８を有する現像後の得られる製品を示す。

【0028】

［００３５］図７は、複数のトポグラフィックフィーチャを有する最終製品の製造方法７００を示すフロー図である。工程７０２において、レジスト６０６などのネガ型レジストが、基板６０２などの基板上に塗布される。工程７０４において、レジストのためのトポグラフィックパターンが、それらの所望の露光パターンにしたがって決定される。工程７０４で決定されたトポグラフィックパターンは、デバイスパターン３０６、３０８、及び３１０などのデバイスパターンのサイズを決定することになる。工程７０６において、露光パターンは、決定されたトポグラフィックパターンにしたがって、トポグラフィパターンに対して決定される。工程７０６で決定された露光パターンは、レジスト内に現像されるトポグラフィックフィーチャの高さを決定することになる。工程７０８において、レジスト６０６などのレジストは、光源１０２からの光１１０に露光される。工程７１０において、レジストが現像される。基板は、工程７０８及び７１０で記載したように、露光及び現像の直後に使用され得る。

【0029】

［００３６］レジストの異なる領域に対して異なる露光レベルを利用することによって、異なるトポグラフィを有する得られる製品を、マスクを使用せずに生産することができる。

【0030】

［００３７］上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱しなければ、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は以下の特許請求の範囲によって決まる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A-6C】

【図7】