[发明专利]使用灰调光刻和倾斜蚀刻的深度调节倾斜光栅

权利要求书

1.一种波导件结构，包括：

基板，所述基板上具有光栅层；

楔形结构，所述楔形结构形成在所述光栅层中；和多个通道，所述多个通道形成在所述光栅层中，每一通道部分地界定多个光栅结构，其中所述多个通道由包括以下步骤的工艺形成：

在所述光栅层中形成楔形结构；

在所述光栅层之上设置硬掩模和在所述硬掩模之上设置光刻胶，所述光刻胶具有设置在其下方的光学平坦化层(OPL)；

形成光栅线，所述形成光栅线的步骤包括：

执行光刻工艺以图案化所述光刻胶以暴露所述OPL的OPL部分；和

移除被所述光刻胶暴露的所述OPL部分以形成所述光刻胶和OPL的光栅线，其中相邻的光栅线暴露所述硬掩模的部分；

蚀刻所述硬掩模的所述部分以暴露所述光栅层中的所述楔形结构；和

蚀刻所述楔形结构的暴露的光栅层部分，以在所述光栅层中形成所述多个通道。

2.如权利要求1所述的结构，其中所述楔形结构的深度在第一方向和第二方向上线性改变。

3.如权利要求1所述的结构，其中所述楔形结构的深度在第一方向和第二方向上非线性改变。

4.如权利要求1所述的结构，其中所述多个光栅结构的每个光栅结构具有在约5nm至约700nm范围内的深度。

5.如权利要求1所述的结构，其中所述多个光栅结构的每个光栅结构相对于垂直于蚀刻终止层的表面的平面以约0度至约70度范围内的角度倾斜。

6.如权利要求1所述的结构，其中所述光栅层由光学透明材料形成，所述光学透明材料具有约1.3或更高的折射率。

7.如权利要求1所述的结构，其中所述楔形结构具有鞍点形状。

8.如权利要求1所述的结构，其中所述楔形结构具有正曲率的椭圆抛物面形状。

9.一种形成波导件结构的方法，包括：

使用灰阶光刻在抗蚀剂层中形成楔形结构，所述抗蚀剂层设置在光栅层之上；

执行转移蚀刻工艺以在所述光栅层中形成所述楔形结构；

在所述光栅层之上设置硬掩模和在所述硬掩模之上设置光刻胶，所述光刻胶具有设置在其下方的光学平坦化层(OPL)，所述OPL具有平坦的顶表面；

形成光栅线，所述形成光栅线的步骤包括：

执行光刻工艺以图案化所述光刻胶以暴露所述OPL的OPL部分；和

移除被所述光刻胶暴露的所述OPL部分以形成所述光刻胶和OPL的光栅线，其中相邻的光栅线暴露所述硬掩模的部分；

蚀刻所述硬掩模的所述部分以暴露所述光栅层中的所述楔形结构；和

蚀刻所述楔形结构的暴露的光栅层部分，以在所述光栅层中形成多个光栅结构。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述楔形结构沿着以下方向在深度上改变：

第一方向，所述楔形结构的周围区域的深度大于所述楔形结构的中央区域的深度；和

第二方向，所述楔形结构的周围区域的深度大于所述楔形结构的中央区域

的深度，其中所述第一方向垂直于所述第二方向。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述楔形结构的所述深度在所述第一方向和所述第二方向上线性改变。

12.如权利要求10所述的方法，其中所述楔形结构的所述深度在所述第一方向和所述第二方向上非线性改变。