[发明专利]波导组合器的直接蚀刻制造的方法

说明书

本文所述的实施方式涉及用于利用基板制造波导结构的方法。形成具有由基板形成的输入耦合区域、波导区域，和输出耦合区域的波导结构。所述区域是通过将印模压印到抗蚀剂中以形成正波导图案来形成，所述抗蚀剂安置在硬掩模上，所述硬掩模形成在基板表面上。正波导图案的部分和形成在所述部分下的硬掩模被去除。基板被掩模和蚀刻以在输入耦合区域和输出耦合区域中形成光栅。正波导图案的剩余残留部分和安置在所述剩余残留部分下方的硬掩模被去除以形成波导结构，所述波导结构具有由基板形成的输入耦合区域、波导区域，和输出耦合区域。

背景

领域

本公开内容的实施方式通常涉及用于增强、虚拟和混合现实的波导。更特别地，本文所述的实施方式提供了从基板制造波导的方法。

现有技术的描述

虚拟现实通常被认为是计算机产生的模拟环境，其中用户具有明显的物理存在。虚拟现实体验可以三维(three dimensions；3D)产生并使用头戴式显示器(head-mounteddisplay；HMD)查看，所述头戴式显示器诸如具有近眼显示面板(如透镜)的眼镜或其他可穿戴显示装置，以显示替代实际环境的虚拟现实环境。

然而，增强现实技术实现了一种体验，其中用户仍可透过眼镜或其他HMD装置的显示镜头查看周围环境，还可以看到被产生用于显示并作为环境的一部分出现的虚拟物体的图像。增强现实可包括任何类型的输入，诸如音频和触觉输入，以及虚拟图像、图形，和增进或增强用户体验的环境的视频。作为新兴的技术，对于增强现实存在许多挑战和设计约束。

一个这样的挑战是显示覆盖在周围环境上的虚拟图像。波导用于帮助覆盖图像。所产生的光通过波导传播，直到光离开波导并且在周围环境上重叠。因为波导趋于具有不均匀的特性，所以制造波导可能具有挑战性。因此，在本领域中需要改进的增强波导和制造方法。

发明内容

在一个实施方式中，提供一种用于形成波导结构的方法。所述方法包括将印模压印到抗蚀剂中以形成正波导图案。抗蚀剂被安置在硬掩模上，所述硬掩模形成在基板的一部分的表面上。正波导图案包括一图案，所述图案包括第一多个光栅图案、波导图案，和第二多个光栅图案的至少一个。第一多个光栅图案和第二多个光栅图案的每一个具有残留层和顶部图案表面。执行固化工艺以将正波导图案固化。释放印模。执行第一蚀刻工艺以去除残留层和安置在残留层下方的硬掩模，并且以暴露基板表面。基板被掩模以暴露基板表面的第一未保护区域。执行第二蚀刻工艺达第一预定时间段以形成具有第一深度的第一多个光栅。基板被掩模以暴露基板表面的第二未保护区域。执行第二蚀刻工艺达第二预定时间段以形成具有第二深度的第二多个光栅。顶部图案表面、波导图案，和安置在顶部图案表面与波导图案下方的硬掩模被去除以形成波导结构，所述波导结构包括输入耦合区域、波导区域，和输出耦合区域的至少一个。

在另一实施方式中，提供一种用于形成波导结构的方法。所述方法包括将印模压印到抗蚀剂中以形成正波导图案。抗蚀剂被安置在硬掩模上，所述硬掩模形成在基板的一部分的表面上。正波导图案包括一图案，所述图案包括第一多个光栅图案、波导图案，和第二多个光栅图案的至少一个。第一多个光栅图案和第二多个光栅图案的每一个具有残留层、顶部图案表面，和相对于基板表面倾斜的侧壁图案表面。执行固化工艺以将正波导图案固化。释放印模。执行第一蚀刻工艺以去除残留层和安置在残留层下方的硬掩模，并且以暴露基板表面。基板被掩模以暴露基板表面的第一未保护区域。以预定角度蚀刻达第一预定时间段形成具有第一深度的第一多个成角度的光栅。基板被掩模以暴露基板表面的第二未保护区域。以预定角度蚀刻达第二预定时间段形成具有第二深度的第二多个成角度的光栅；顶部图案表面、波导图案，和安置在顶部图案表面与波导图案下方的硬掩模被去除以形成波导结构，所述波导结构包括输入耦合区域、波导区域，和输出耦合区域的至少一个。