光刻胶斜齿图形的制作方法及斜齿光栅的制作方法技术

本发明专利技术提供了一种光刻胶斜齿图形的制作方法及斜齿光栅的制作方法，应用于半导体技术领域。由于在本发明专利技术提供的光刻胶斜齿图形的制作方法中，其是根据光刻胶的材料在其特定区域上放置作为反射层的反射结构块，然后，基于该反射结构块可以反射光学的特性和灰度光罩的局部透明区的透光率或曝光光强分布沿某一方向呈渐变趋势，提出利用光刻胶和灰度光罩相结合的方式，先在光刻胶层上形成具有一定倾斜角的斜齿图形后，再基于该光刻胶的斜齿图形形成斜齿光栅，从而在现有半导体工艺的基础上，实现了斜齿图形或斜齿光栅的制作操作简单、成本低以及耗时短，且适合于大规模生产的目的。且适合于大规模生产的目的。且适合于大规模生产的目的。

【技术实现步骤摘要】
光刻胶斜齿图形的制作方法及斜齿光栅的制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种光刻胶斜齿图形的制作方法及斜齿光栅的制作方法。

技术介绍

[0002]理论上，实现增强现实(Augmented Reality，简称AR)效果的光学方案具体可以分为有几何光波导、表面浮雕光栅波导以及体光栅波导等方案。其中表面浮雕光栅方案可以将AR镜片做的最薄。因此，AR眼镜想要具备普通眼镜的外观，真正走向消费市场，表面浮雕光栅方案是最佳选择。
[0003]并且，表面浮雕光栅目前也是市面上的主流产品如Hololens等所采取的方式，其具体可以分为三个光栅区域：入射光栅、转折光栅和出射光栅。对于入射光栅来说，其常采用斜齿状来使得光显收集效率最大化。
[0004]目前，市场上的斜齿光栅结构通常采用如图1所示的纳米压印结构的方式产生。但是，现有技术中的纳米压印制作存在操作复杂、成本高昂、加工时间长，且模板大小受限等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种光刻胶斜齿图形的制作方法及斜齿光栅的制作方法，以实现利用光刻胶和灰度光罩相结合的方式，先在光刻胶层上形成具有一定倾斜角的斜齿图形后，再基于该光刻胶的斜齿图形形成斜齿光栅，从而在现有半导体工艺的基础上，提出一种适合大规模生产、操作简单、成本低的形成光刻胶斜齿图形以及斜齿光栅的方法。
[0006]第一方面，为解决上述技术问题，本专利技术提供一种光刻胶斜齿图形的制作方法，其至少可以包括如下步骤：
[0007]提供一衬底，并在所述衬底上自下而上依次形成多个分立且作为反射层的反射结构块和光刻胶层；
[0008]基于预置的灰度光罩，对所述光刻胶层进行曝光显影，以在所述光刻胶上形成与所述衬底的表面法向具有一定倾斜角的斜齿图形；
[0009]其中，所述光刻胶层覆盖整个所述衬底表面，并将所述反射结构块掩埋在内；预先制作的所述灰度光罩具有遮挡区和局部透明区，所述局部透明区的透光率或曝光光强分布沿平行于所述衬底表面的方向呈渐变趋势。
[0010]进一步的，所述倾斜角的范围具体可以为：0
°
～90
°
。
[0011]进一步的，所述反射结构块的材料具体可以包括有机材料或无机材料，而所述有机材料或无机材料与所述衬底的刻蚀选择比具体可以>3:1。
[0012]进一步的，所述光刻胶层可以为正胶，或者也可以为负胶。
[0013]进一步的，若所述光刻胶层为正胶，则作为反射层的所述反射结构块可以位于所述斜齿图形的底部阴角区域所对应的所述衬底的表面上，并暴露出所述反射结构块的顶
面；若所述光刻胶层为负胶，则作为反射层的所述反射结构块可以位于所述斜齿图形的底部阳角区域，并掩埋在该底部阳角区域所对应的所述负胶内。
[0014]进一步的，当所述光刻胶层为正胶时，所述灰度光罩用于形成一所述斜齿图形的曝光区域具体可以包括一遮挡区和位于该遮挡区左侧的第一局部透明区和位于其右侧的第二局部透明区，其中，所述第一局部透明区所对应的曝光光强可以>第一光强阈值，且其所对应的透光率沿平行于所述衬底表面的方向从右到左由弱到强逐渐增强，所述第二局部透明区所对应的曝光光强可以﹤所述第一光强阈值，且其所对应的透光率沿平行于所述衬底表面的方向从左到右由强到弱逐渐减弱。
[0015]进一步的，当所述光刻胶层为负胶时，所述灰度光罩用于形成一所述斜齿图形的曝光区域具体可以包括位于该曝光区域左侧边缘位置处的第三局部透明区和位于其右侧边缘位置处的第四局部透明区，其中，所述第三局部透明区所对应的曝光光强可以﹤第二光强阈值，且其所对应的透光率沿平行于所述衬底表面的方向从右到左由弱到强逐渐增强，所述第四局部透明区所对应的曝光光强可以>所述第二光强阈值，且其所对应的透光率沿平行于所述衬底表面的方向从左到右由强到弱逐渐减弱。
[0016]进一步的，所述第一光强阈值具体可以为所述正胶发生分解反应所对应的曝光光强值，所述第二光强阈值具体可以为所述负胶发生交联反应所对应的曝光光强值。
[0017]进一步的，所述第一局部透明区、第二局部透明区、第三局部透明区和第四局部透明区均分别具体可以包括多个狭缝，且所述第一局部透明区与所述第二局部透明区和/或所述第三局部透明区与第四局部透明区中所包括的所述狭缝的数目以及相邻狭缝之间的宽度均可以设置成相同或不同。
[0018]进一步的，在沿垂直于所述衬底表面的方向上，所述灰度光罩的曝光区域与所述斜齿图形的可以投影完全重叠。
[0019]基于如上所述的光刻胶斜齿图形的制作方法的专利技术构思，本专利技术实施例中还提供了一种斜齿光栅的制作方法，具体的其可以包括如下步骤：
[0020]采用如上所述的光刻胶斜齿图形的制作方法，相应形成具有斜齿图形的目标光刻胶层；以及，
[0021]基于所述目标光刻胶层和刻蚀工艺，在一基板上形成斜齿光栅。
[0022]进一步的，在基于所述目标光刻胶层和刻蚀工艺形成所述斜齿光栅时还可以具体包括填充工艺。
[0023]与现有技术相比，本专利技术技术方案至少具有如下有益效果之一：
[0024]本专利技术提出了一种光刻胶斜齿图形的制作方法，具体包括提供一衬底，并在所述衬底上自下而上依次形成多个分立且作为反射层的反射结构块和光刻胶层；基于预置的灰度光罩，对所述光刻胶层进行曝光显影，以在所述光刻胶上形成与所述衬底的表面法向具有一定倾斜角的斜齿图形；其中，所述光刻胶层覆盖整个所述衬底表面，并将所述反射结构块掩埋在内；预先制作的所述灰度光罩具有遮挡区和局部透明区，所述局部透明区的透光率或曝光光强分布沿平行于所述衬底表面的方向呈渐变趋势。
[0025]由于在本专利技术提供的光刻胶斜齿图形的制作方法中，其是根据光刻胶的材料在其特定区域上放置作为反射层的反射结构块，然后，基于该反射结构块可以反射光学的特性和灰度光罩的局部透明区的透光率或曝光光强分布沿某一方向呈渐变趋势，提出利用光刻
胶和灰度光罩相结合的方式，先在光刻胶层上形成具有一定倾斜角的斜齿图形后，再基于该光刻胶的斜齿图形形成斜齿光栅，从而在现有半导体工艺的基础上，实现了斜齿图形或斜齿光栅的制作操作简单、成本低以及耗时短，且适合于大规模生产的目的。
附图说明
[0026]图1为现有技术中利用纳米压印结构形成斜齿光栅结构的结构示意图。
[0027]图2为本专利技术一实施例中所提供的一种光刻胶斜齿图形的制作方法的流程示意图。
[0028]图3为本专利技术一实施例中所提供的一种光刻胶斜齿图形的制作方法在制备过程中的部分结构示意图。
[0029]图4为本专利技术一实施例中所提供的当所述光刻胶层为正胶时，其所对应的灰度光罩的部分版图图形和反射结构块的具体摆放位置的结构示意图。
[0030]图5为本专利技术一实施例中所提供的当所述光刻胶层为负胶时，其所对应的灰度光罩的部分版图图形和反射结构块的具体摆放位置的结构示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光刻胶斜齿图形的制作方法，其特征在于，包括：提供一衬底，并在所述衬底上自下而上依次形成多个分立且作为反射层的反射结构块和光刻胶层；基于预置的灰度光罩，对所述光刻胶层进行曝光显影，以在所述光刻胶上形成与所述衬底的表面法向具有一定倾斜角的斜齿图形；其中，所述光刻胶层覆盖整个所述衬底表面，并将所述反射结构块掩埋在内；预先制作的所述灰度光罩具有遮挡区和局部透明区，所述局部透明区的透光率或曝光光强分布沿平行于所述衬底表面的方向呈渐变趋势。2.如权利要求1所述的光刻胶斜齿图形的制作方法，其特征在于，所述倾斜角的范围为：0
°
～90
°
。3.如权利要求1所述的光刻胶斜齿图形的制作方法，其特征在于，所述反射结构块的材料包括有机材料或无机材料，所述有机材料或无机材料与所述衬底的刻蚀选择比>3:1。4.如权利要求2所述的光刻胶斜齿图形的制作方法，其特征在于，所述光刻胶层为正胶或负胶。5.如权利要求4所述的光刻胶斜齿图形的制作方法，其特征在于，若所述光刻胶层为正胶，则作为反射层的所述反射结构块位于所述斜齿图形的底部阴角区域所对应的所述衬底的表面上，并暴露出所述反射结构块的顶面；若所述光刻胶层为负胶，则作为反射层的所述反射结构块位于所述斜齿图形的底部阳角区域，并掩埋在该底部阳角区域所对应的所述负胶内。6.如权利要求5所述的光刻胶斜齿图形的制作方法，其特征在于，当所述光刻胶层为正胶时，所述灰度光罩用于形成一所述斜齿图形的曝光区域包括一遮挡区和位于该遮挡区左侧的第一局部透明区和位于其右侧的第二局部透明区，其中，所述第一局部透明区所对应的曝光光强>第一光强阈值，且其所对应的透光率沿平行于所述衬底表面的方向从右到左由弱到强逐渐增强，所述第二局部透明区所对应的曝光光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：