專利名稱：依照干涉圖案對襯底上材料的選擇性沉積的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及依照引導(dǎo)到襯底上的干涉圖案優(yōu)先沉積材料來構(gòu)圖的方法，以及由該方法制造的成品。
在一個方面，本發(fā)明提供了在襯底表面優(yōu)先地沉積材料來制造線柵光學(xué)元件的方法，它包括了以下步驟，把電磁干涉圖案引導(dǎo)到襯底表面來優(yōu)先地根據(jù)干涉圖案加熱襯底表面的所選部分，通過根據(jù)干涉圖案把襯底暴露在氣相中的傳導(dǎo)材料來選擇性地沉積襯底表面上的傳導(dǎo)材料，該材料能夠作為表面溫度的函數(shù)進(jìn)行優(yōu)先積累。
在一些實施例中，可以在襯底表面上重疊互相相干的光束來形成干涉圖案，并且可以沉積材料來形成具有由干涉圖案尺寸大致確定的尺寸的結(jié)構(gòu)。在這些實施例中，擁有比重疊光束的光斑尺寸和/或間距小的結(jié)構(gòu)可以不使用掩模板就沉積到襯底上。
本發(fā)明也提供了通過在襯底表面區(qū)域上引導(dǎo)兩束或更多互相相干的電磁束從而形成電磁干涉圖案來較佳地在襯底表面上沉積材料，根據(jù)干涉圖案優(yōu)先加熱部分襯底表面，其中柱面透鏡放置在至少其中一個電磁束的路徑上；并且通過把襯底暴露在氣相中的材料下，根據(jù)干涉圖案在襯底表面上選擇性地沉積材料，所述材料能夠作為表面溫度的函數(shù)優(yōu)先進(jìn)行積累?？梢园哑渌鈱W(xué)元件放置到一個或更多束流的路徑中，而不是或除了柱面透鏡，包括微透鏡，微透鏡列陣，微棱鏡，衍射光柵，衍射光學(xué)元件，球面透鏡，非球面透鏡，非柱面透鏡，等等。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例所示的優(yōu)先沉積。
圖3(a)示出為在襯底上形成干涉圖案的系統(tǒng)。
圖3(b)示出為在襯底上形成干涉圖案的另一個系統(tǒng)。
可以根據(jù)由干涉圖案設(shè)定的溫度分布來選擇性地沉積制造線柵光學(xué)元件。選擇性沉積通常包括把襯底暴露在氣態(tài)材料，所述氣態(tài)材料能夠作為由干涉圖案產(chǎn)生的溫度分布中的表面溫度差的函數(shù)在表面上優(yōu)先積累。例如，可以把粘著系數(shù)隨著干涉圖案產(chǎn)生的溫度范圍內(nèi)溫度變化的的材料蒸發(fā)沉積到襯底上。在另一個實施例中，所使用的反應(yīng)氣體(諸如那些用于化學(xué)氣相沉積過程的反應(yīng)氣體)對反應(yīng)和材料沉積有溫度閾值，溫度閾值存在于由干涉圖案產(chǎn)生的溫度分布中的最高和最低表面溫度之間。
依照電磁干涉圖案加熱襯底，可以在襯底上選擇性地沉積各種周期，重復(fù)率或其它多重結(jié)構(gòu)，由此這些結(jié)構(gòu)的橫向尺寸和/或間距小于電磁輻射的斑點(diǎn)尺寸。這與通常的激光化學(xué)沉積過程(LCVD)不同，在LCVD中沉積結(jié)構(gòu)的橫向尺寸大致符合激光斑點(diǎn)尺寸。這樣，能夠直接沉積的具有較小間距圖案結(jié)構(gòu)能夠有較小的間距，例如小于可見光波長。這在制造線柵光學(xué)元件中特別有用。


圖1示出用于本發(fā)明制造方法的系統(tǒng)中的元件。該系統(tǒng)包括電磁輻射源100，干涉圖案產(chǎn)生裝置104，和襯底108。通常，為了暴露在沉積材料下，襯底至少要放在真空室或其它沉積室中。該系統(tǒng)的其它元件可以處于沉積室中或在沉積室外。通常，輻射源處于沉積室外。
根據(jù)本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，干涉圖案產(chǎn)生裝置104可以遠(yuǎn)離襯底108或與襯底108的表面一致。例如，如果把衍射光柵用作產(chǎn)生圖案的裝置，一般它可以放置到距離襯底108一段距離并且在輻射源100和襯底108之間的位置。如果重疊的互相相干的光束作為干涉圖案的產(chǎn)生裝置，重疊將通常發(fā)生在襯底表面。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以在輻射源100和干涉圖案發(fā)生裝置104之間放置各種光學(xué)元件，諸如透鏡，光圈，光束分離器，狹縫，光柵，鏡子，濾波器，以及其它這類元件或其組合。在相似在方法中，各種光學(xué)元件可以放置在干涉圖案發(fā)生裝置104和襯底108之間，例如在干涉圖案發(fā)生裝置與襯底表面不符合的那種結(jié)構(gòu)中。
輻射源100可以是任意適宜產(chǎn)生電磁輻射的源，通過電磁輻射形成能夠用于選擇性加熱襯底表面的干涉圖案。合適輻射源包括激光器，燈，電子束，離子束，等等。代表性的輻射源包括單色源或在相對狹窄的波長帶寬內(nèi)進(jìn)行輻射的輻射源。也可以使用發(fā)射多個波長或多個已分辨的波長波段的輻射源。具體可用激光器。激光源可以提供相干準(zhǔn)直的光源，其強(qiáng)度可以加熱襯底區(qū)域。按照所需具體應(yīng)用，激光輻射可以是連續(xù)的或是脈沖的。
對具體輻射源類型的選擇包括入射輻射的波長，入射輻射的強(qiáng)度，和其它這類特性，這類選擇可以依賴于形成干涉圖案的方法，用于沉積的襯底類型，被沉積的材料，沉積方法，和尺寸，間距，和沉積到襯底上結(jié)構(gòu)的形狀。例如，諸如準(zhǔn)分子激光器之類的紫外激光器可以用于選擇性加熱玻璃襯底。通常，激光器特別適于在襯底表面由兩束或更多相互相干的光束交疊產(chǎn)生干涉圖案的系統(tǒng)。對于這些系統(tǒng)，可以在光路中使用光束分離器和/或鏡子來把激光分離成兩個或更多相互相干的適于在襯底表面重疊的光束。
參考圖1，干涉圖案發(fā)生裝置104可以是任意合適的光學(xué)元件，光學(xué)元件的組合，或任意的形成電磁干涉圖案的方法。例如，如上所述，激光光束可以在襯底表面分離和再合并。入射輻射的波長和兩束光在襯底表面重疊的角度可以用于確定在表面上形成的干涉條紋圖案。可以使用多個光束分離器來產(chǎn)生多于兩個互相相干的光束。例如，可以產(chǎn)生四個互相相干的光束并且適宜的重疊來產(chǎn)生兩維干涉圖案(諸如格柵或點(diǎn)圖案)。狹縫，衍射光柵等也可以用來形成干涉圖案。在狹縫和衍射光柵的情況中，可以使用單一光束來形成干涉圖案，然后干涉圖案可以由一系列透鏡投射到襯底表面。
可以把各種光學(xué)元件布置在電磁輻射源和干涉圖案產(chǎn)生裝置之間。例如，光束分離器可以用于形成多個相似光束，鏡子可以用于改變光束方向，光圈可以用于使光束截面具有某種形狀，透鏡可以用于聚焦光束，擴(kuò)展光束和塑造光束外形?？梢允褂眠@些和其它光學(xué)元件的各種組合。
再參考圖1，襯底108可以包括能夠具有由所選入射輻射加熱的表面的任意襯底。有用的襯底可以包括一個或多個的下面特性它們可以是玻璃，塑料和其它有機(jī)材料，或金屬和其它諸如半導(dǎo)體和陶瓷之類的無機(jī)材料；它們可以是板型，薄膜型，堅硬的，或可彎曲的；它們可以是不透明的，半透明的，或透明的；它們可以包括其它這樣的特性或其合適的組合方法。對于不會另外充分地吸收入射輻射的本來表面的襯底，可以涂覆上一層或更多層材料來形成可以由入射輻射充分加熱的表面。例如，可以在玻璃襯底上涂覆金屬層來增加襯底吸收入射輻射的能力。但是，甚至在沒有其它層時，玻璃襯底可以充分地吸收入射輻射，例如當(dāng)用紫外光來形成干涉圖案時。
如上所述，可以使用各種襯底結(jié)構(gòu)。通常，襯底可以包括一層或更多層相同或不同的材料，并且處于堅硬或半堅硬片或可彎曲或半彎曲的薄膜。所用襯底材料和結(jié)構(gòu)可以依賴于兼容用于形成干涉圖案的輻射，兼容沉積材料，兼容任意沉積前工序或沉積后工序過程(諸如加熱步驟，輻射步驟，涂覆步驟，蝕刻步驟，鍍覆步驟，等等)，并且兼容極限(end)使用應(yīng)用。例如，當(dāng)該圖案的極限使用包括透射至少一部分可見光的線柵光學(xué)元件時，可以選用對可見光透明的襯底作為根據(jù)本發(fā)明的用于優(yōu)先沉積的襯底。
通常在優(yōu)先沉積前，也需要在襯底的一側(cè)或兩側(cè)都沉積防反射涂層。例如，當(dāng)本發(fā)明的方法用于制作可見光偏振線柵光學(xué)元件時，在襯底上沉積防反射涂層可以增加元件的透光量。
因為干涉圖案的尺寸和間距可以很小，使用足夠低的平面內(nèi)熱傳導(dǎo)來保持在干涉圖案最大值區(qū)域和干涉圖案最小值區(qū)域之間的溫度差，從而允許根據(jù)干涉圖案進(jìn)行優(yōu)先材料積聚是有利的。而使用相對襯底平面的平面內(nèi)熱傳導(dǎo)率的在襯底厚度方向(Z-軸)有較高熱傳導(dǎo)率的襯底也是有用的。比平面熱傳導(dǎo)率高的z軸熱傳導(dǎo)率可以促進(jìn)通過襯底的熱轉(zhuǎn)移，而不是轉(zhuǎn)移到襯底表面鄰旁較冷的區(qū)域。這可以幫助保持由干涉圖案產(chǎn)生的溫度分布。使用在襯底表面上在襯底平面中有各向異性的熱傳導(dǎo)率的襯底也是有用的。例如，當(dāng)和線性干涉條紋圖案一致的線性結(jié)構(gòu)沉積時，可以使用有各向異性的平面內(nèi)熱傳導(dǎo)率的襯底并且把高熱傳導(dǎo)率的方向?qū)?zhǔn)干涉圖案條紋方向是有用的。
根據(jù)本發(fā)明的方法，根據(jù)引導(dǎo)到襯底上的干涉圖案可以把材料優(yōu)先沉積到襯底區(qū)域上。適宜的沉積方法包括在任意襯底表面上作為由干涉圖案產(chǎn)生溫度范圍的表面溫度函數(shù)的優(yōu)先積累材料的任意方法。能級沉積的材料包括在與溫度有關(guān)的方式中能夠凝結(jié)在表面上形成的薄膜或?qū)拥娜我獠牧?。特別適宜的材料包括金屬(例如銅，金，銀，鋁，鎳，鉑)，金屬合金，金屬氧化物，金屬硫化物，半金屬(例如碳，硅，鍺)，半金屬氧化物，和其它這類金屬和其組合物。
在本發(fā)明方法中用于優(yōu)先沉積材料的一種沉積方法是激光化學(xué)氣相沉積(LCVD)。LCVD通常包括把襯底暴露到反應(yīng)氣體中而襯底的一部分暴露在激光光束下。在反應(yīng)氣體可以進(jìn)行反應(yīng)的閾值溫度，激光光束加熱襯底的暴露部分，留下從氣相沉積在表面上的材料。LCVD已用于在襯底上“寫”金屬線，例如，通過在沿著襯底表面的路徑上移動激光光束。金屬線的寬度大致符合在表面激光點(diǎn)的直徑。
在本發(fā)明的方法中，可以使用電磁干涉圖案來根據(jù)干涉圖案優(yōu)先加熱襯底上的區(qū)域。干涉圖案可以包括尺寸小于襯底上入射輻射斑點(diǎn)尺寸的圖案(例如，線，點(diǎn)，柵條，等等)。干涉圖案可以用于產(chǎn)生上述襯底上的較熱和較冷的區(qū)域。使用合適的反應(yīng)氣體，通過把引導(dǎo)到襯底上的干涉圖案所建立的較熱區(qū)域優(yōu)先反應(yīng)和積累材料。圖2示出這個概念。圖2示出在襯底220的表面上重疊兩個互相相干的電磁光束200和201來形成干涉圖案210。干涉圖案210的特點(diǎn)是強(qiáng)度上的一系列最大值212和最小值214。干涉圖案可以設(shè)定類似于系列局部溫度最大值和最小值的表面溫度分布。在適宜的條件下，會發(fā)生化學(xué)氣相沉積的閾值溫度可以位于局部溫度最大值和局部溫度最小值之間。沉積材料218這樣可以優(yōu)先地積累到溫度超過閾值溫度的區(qū)域。
在本發(fā)明中也可以使用更常規(guī)的沉積方法。例如，可以使用物理氣相沉積技術(shù)來沉積材料。通常，物理氣相沉積包括以在較冷表面上的積累速度通常比較熱表面快的速度從氣相凝結(jié)材料到表面上。在本發(fā)明中，材料可以凝結(jié)在由干涉圖案照射的襯底區(qū)域上，優(yōu)先在那個區(qū)域的較冷區(qū)域進(jìn)行積累。
由重疊互相相干光束形成的干涉條紋也對在襯底表面上的小高度振動十分靈敏。在一些應(yīng)用中，最好減少襯底表面的粗糙度。在其它應(yīng)用中，需要使用表面等高線(無論哪些等高線是設(shè)計的或是無意的)來改變表面干涉條紋的位置或形狀。
不同于物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積的沉積方法也能夠用于根據(jù)引導(dǎo)到襯底表面上的干涉圖案導(dǎo)致材料的優(yōu)先積累。示范的沉積方法包括那些根據(jù)表面溫度差形成線柵光學(xué)元件的優(yōu)先沉積的傳導(dǎo)材料。
如上所述，可以用不同的方法產(chǎn)生干涉圖案。示范的方法是通過在襯底表面上重疊兩個或更多的互相相干的電磁束，諸如激光光束。例如，可以使用一個或更多的光束分離器使激光光束分離并且接著在襯底表面再合并這些光束來產(chǎn)生互相相干的束流。圖3(a)示出了這樣的系統(tǒng)，其中來自激光器300的光束由光束分離器302分離成兩束，標(biāo)記為A和B。光束A可以沿著一條光路，即由可選透鏡304A擴(kuò)展，由可選鏡306A改變方向并且導(dǎo)向襯底310。如上所述，可以在光束A的光路中選擇使用其它光學(xué)元件。光束B可以同樣地經(jīng)過一個光路，即由可選透鏡304B擴(kuò)展，由可選鏡306B改變方向并且引向襯底310。光束A和B被引向襯底310這樣它們在表面的一個區(qū)域重疊。在襯底表面的干涉圖案間距由光束A和B間在襯底表面上重疊時的角度θ和光束波長決定。
重疊互相相干光束來形成干涉圖案，它對在襯底的位置和角度的微小變化十分靈敏。因此，當(dāng)曝光時，最好把襯底固定在相對于光學(xué)系統(tǒng)的其余部分保留一個固定的位置。較佳要注意充分地把系統(tǒng)與振動分開，這些振動在曝光時會改變干涉圖案。
另一個重疊互相相干電磁束的方法是通過在適當(dāng)位置的襯底表面成角度處放置一面或更多的鏡子使得例如一部分激光光束入射到一面或更多面鏡子上而另一部分激光光束直接入射到襯底上。這個想法由圖3(b)示出。這里激光器300’產(chǎn)生一個光束，它可選地由透鏡320擴(kuò)展，由一個或更多的光圈再成形(沒有示出)，由鏡子改變方向(沒有示出)，等等。接著光束引向襯底310’和鏡子322。對鏡子322進(jìn)行定位和定向使得一部分光束入射到鏡子上并且反射到襯底上，這樣一部分光束直接入射到襯底上。光束的兩部分重疊并且形成在襯底表面上的干涉圖案。伴隨著上述光束分離系統(tǒng)，干涉圖案的尺寸可以由在重疊中的光束部分間的角度和光束波長確定。
其它形成干涉圖案的方法包括把遠(yuǎn)距產(chǎn)生的干涉圖案投射到襯底上。例如，干涉圖案可以通過衍射一個或更多的光束并且接著適宜地把條紋投射到襯底上。在這個情況中，在襯底表面的干涉圖案尺寸依賴于衍射光柵和任意放大，縮小，失真，濾光，或在到達(dá)襯底前其它干涉圖案尺寸或形狀的改變。
可以把兩套或更多套有不同間距和/或不同圖案和/或方向的干涉圖案同時或連續(xù)地引導(dǎo)到相同的襯底上。這使得可以根據(jù)不同的圖案在相同的襯底上連續(xù)或同時地形成沉積的圖案。這可以由兩個或更多的輻射源完成，或由有不同波長的成套輻射源完成，或使用各自發(fā)射多于一個波長的一個或更多的輻射源完成。
在光路中使用透鏡和/或光圈也可以更改干涉圖案。例如，通過在至少一個光束路徑中放置柱面透鏡可以形成有線性調(diào)頻脈沖周期的平行干涉條紋，確定柱面透鏡的方向使得它的等(uniform)軸平行于襯底表面。線性調(diào)頻脈沖干涉圖案是條紋間距在各個相繼的條紋中逐漸變小的那些圖案。可以通過改變一個或更多的柱面透鏡的聚焦長度，改變透鏡和干涉平面間的距離，或在第二個光束的路徑中放置另一個柱面透鏡(相似方向)來控制干涉圖案的線性調(diào)頻脈沖比率(也就是相繼條紋間距的百分比變化)。
通過在一個或更多光束的路徑中使用柱面透鏡也可以得到等距的彎曲干涉條紋。為了得到彎曲條紋，需要確定柱面透鏡的方向使得它的等軸與襯底表面的垂直軸成非零的和非垂直角。例如，開始確定柱面透鏡的方向使它對到線性調(diào)頻脈沖條紋，然后把透鏡繞著平行于通過透鏡的光束方向的軸旋轉(zhuǎn)90°。在這樣的結(jié)構(gòu)中，干涉圖案的曲率半徑可以由柱面透鏡的聚焦長度以及透鏡和襯底間的距離控制。
又是，可以在一個和更多的光束路徑中放置一個或更多的柱面和/或球面透鏡來產(chǎn)生既是彎曲線性調(diào)頻脈沖的干涉條紋。也可以用非球面或非柱面透鏡產(chǎn)生與那些使用柱面和球面透鏡得到的條紋圖案作比較有不同線性調(diào)頻脈沖或彎曲分布的條紋圖案。
也可以用微光學(xué)元件同時形成多于一類干涉圖案。例如，在表面上有小棱鏡的平面透明襯底可以被放置到一束光的光路中來產(chǎn)生平行干涉條紋線的小矩形區(qū)域，其中干涉條紋線與周圍區(qū)域中的條紋相比有不同的周期。也可以使用顯微透鏡和顯微透鏡組同時產(chǎn)生類似于上述方法中的多個或一組小區(qū)域彎曲和線性調(diào)頻脈沖條紋。
可以在一個或更多的光束中放置衍射光學(xué)元件(換一種說法，在文獻(xiàn)中稱之為全息光學(xué)元件或計算機(jī)生成全息圖)。衍射光學(xué)元件包括在透明(或反射)襯底上改變沖擊波前光學(xué)相位的表面浮雕(surface-relief)。這樣的衍射元件起著象一個具有任意但可控制光學(xué)形狀的透鏡而一樣的作用。表面浮雕結(jié)構(gòu)(雖然不總是，但一般是光波長的數(shù)量級)的深度使得衍射元件很薄并且(當(dāng)作為多級衍射光學(xué)元件制作時)在設(shè)計波長的衍射效率大于95％時工作。另外，可以調(diào)制通過透明衍射光學(xué)元件傳輸?shù)墓庹穹?。例如，在衍射元件表面一些區(qū)域沉積的金屬可以用于阻擋光，從而在干涉平面的相應(yīng)位置不產(chǎn)生干涉條紋。
上面沒有描述的其它光學(xué)元件也可以用于改變干涉圖案的條紋形狀，尺寸，方向，間距，等等。
如上所述，可以將本發(fā)明的方法用于在襯底上優(yōu)先沉積材料來形成用于具的對應(yīng)于導(dǎo)引在襯底上干涉圖案的尺寸的線柵光學(xué)元件。沉積結(jié)構(gòu)可以包括一系列均勻間隔的平行線，一系列有變化間距的平行線，一系列等距曲線，一系列變距曲線柵格圖案(例如交叉陰影線圖案)，點(diǎn)陣圖案，或其它由一種干涉圖案或由兩種或更多種重疊的或疊加干涉圖案在表面上形成的圖案組合。該結(jié)構(gòu)也可以制成對稱或反對稱橫截面分布(下面另外討論)。
在根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)先沉積以后，可以執(zhí)行其它步驟來形成所需器件或裝置。例如，可以執(zhí)行蝕刻后背工序和/或另外的沉積工序。優(yōu)先沉積會在襯底的非所要求的區(qū)域積累一些材料，與所需位置積累的材料相比，雖然量較少。在這樣的情況中，可以執(zhí)行背面蝕刻(etch back)工序，例如均勻減少橫越襯底的沉積材料的厚度?？梢詧?zhí)行背面蝕刻來減少或完全除去積累在非理想?yún)^(qū)域的材料，同時在所需區(qū)域保持充足的沉積材料。在相似情況下，可以使用蝕刻工序來蝕刻下面的襯底，或布置在那里的層，并且在襯底上積累的材料用作蝕刻掩模板。接著優(yōu)先積累的材料可以保持在襯底上或被除去來展現(xiàn)襯底圖案。
優(yōu)先積累的材料也可以用作進(jìn)一步沉積的模板。例如，可以在襯底上根據(jù)干涉圖案沉積相對小量的導(dǎo)電材料。然后，圖案導(dǎo)電材料可以用作電鍍時的晶(seed)層來形成導(dǎo)電材料的較厚圖案。也能夠結(jié)合諸如背部蝕刻工序的次優(yōu)先沉積工序和其它沉積工序來得到所需結(jié)果。也可以使用相同干涉圖案進(jìn)行另外的優(yōu)先沉積工序來使用不同材料對已形成層的結(jié)構(gòu)作圖案。例如，諸如氧化物的絕緣層可以根據(jù)干涉圖案沉積，接著根據(jù)相同干涉圖案在氧化物的頂部沉積金屬。其它相似過程或其變化也可以用來形成重疊圖案，層結(jié)構(gòu)，或更復(fù)雜的形狀和圖案。
本發(fā)明的方法可以用于制造許多不同的應(yīng)用的圖案。本發(fā)明優(yōu)先積累方法的一個優(yōu)點(diǎn)是可能在襯底表面上形成材料圖案，在那里的圖案區(qū)域的尺寸和/或間距比激光或其它電磁輻射的斑點(diǎn)尺寸小。另外，結(jié)構(gòu)間距可以制造得比可見光波長更小。因為干涉圖案尺寸可以是可見光波長的量級或更小，根據(jù)本發(fā)明方法制造的圖案可以具體用于許多光學(xué)應(yīng)用，包括但不僅限于，諸如線柵偏振片，線柵反射器之類的線柵光學(xué)元件以及它們的組合。也可以制造諸如衍射光柵，光篩等等其它光學(xué)元件。本發(fā)明形成圖案的方法也可以包括使用工藝中的中間結(jié)構(gòu)，諸如當(dāng)結(jié)構(gòu)用作上述蝕刻掩模板和/或母版層。
可以使用本發(fā)明的方法制造線柵反射器和/或偏振片。例如，可以在襯底上形成平行金屬線的周期性排列來制造線柵偏振片。線柵偏振片理論是已知的。通常，當(dāng)非偏振光入射到有周期性排列的平行導(dǎo)線線柵偏振片上時，線柵將反射偏振平行于導(dǎo)線的光并且透射偏振垂直于導(dǎo)線的光。這個條件對光波長比導(dǎo)線間距離大得多的情況(條件通常是λ/5≥d，其中λ表示受作用的波長并且d是導(dǎo)線間距)是成立的。通過在襯底表面形成兩套平行線可以制造線柵反射器，各組平行線通常是互相正交的。
通過結(jié)構(gòu)線柵偏振片和線柵反射器的組合能夠制造有用的裝置。例如，正方形線柵反射器圖案可以沉積為可以反射紅外輻射的尺寸(例如，使用的線間距為大約200到500nm或更多)。在相同的襯底上，可以形成線型線柵圖案，它起到在可見光波長范圍內(nèi)的反射偏振片作用(例如，使用的線間距為大約50到100nm或更少)。這樣疊加起來的結(jié)構(gòu)可以用來結(jié)合可見光偏振功能和防熱功能。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明在襯底上優(yōu)先沉積的結(jié)構(gòu)的橫截面分布可以是對稱的或反對稱的。反對稱結(jié)構(gòu)是有用的，例如，形成閃耀衍射光柵。通過產(chǎn)生反對稱溫度分布(例如，相對干涉圖案傾斜襯底表面)，通過控制材料沉積的方向(例如通過在離位垂直(off-normal)軸把準(zhǔn)直束引到襯底上來進(jìn)行材料的物理氣相材料沉積)，通過諸如蝕刻或遮蔽涂覆沉積的后沉積工序，或通過其它適宜的方法來獲得反對稱結(jié)構(gòu)。
盡管本發(fā)明主要涉及按照符合電磁干涉圖案的表面溫度分布的溫度依賴的材料沉積，也可以把用于優(yōu)先加熱襯底的相同干涉圖案用于不使用掩模板的光刻膠層上做圖案。例如，可以在下面的方法中制造線柵偏振片和/或反射器。襯底上可以涂覆上一層材料，諸如是適合形成線柵裝置的金屬。然后在金屬層或其它層上可以涂覆光刻膠層。然后以上述任意合適的方法把光刻膠暴露在干涉圖案下。然后把光刻膠顯影來暴露出符合在干涉圖案的下面層。然后蝕刻下面層的暴露部分并且除去光刻膠在襯底上留下線柵偏振片或反射器。在類似的方法中，也可用光刻膠作為沉積掩模板而不是蝕刻掩模板來形成線柵。如上所述，來自一個或更多的輻射源的多重干涉圖案可以用于同時或連續(xù)地曝光光刻膠，使得在形成圖案后，在下面層的蝕刻后可以形成疊加圖案。
那些普通技術(shù)人員將清楚在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下對本發(fā)明的各種修改和變換?？梢岳斫膺@個發(fā)明并不由這里描述的示范實施例和實例所過分限定，并且這些由舉例方法給出的實例和實施例處于只在下面列出的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種在襯底表面優(yōu)先沉積材料的方法，其特征在于，包括以下步驟把兩束或更多束相干電磁束引導(dǎo)到在襯底表面上的一個區(qū)域上，從而形成電磁干涉圖案，根據(jù)干涉圖案優(yōu)先加熱一部分襯底表面，其中把柱面透鏡放置在至少一個電磁束的路徑中；并且根據(jù)干涉圖案，通過把襯底暴露在氣相中的材料下，在襯底表面上選擇性沉積材料，所述材料能夠作為表面溫度的函數(shù)進(jìn)行優(yōu)先積累。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中干涉圖案包括一系列有線性調(diào)頻脈沖間距的平行條紋。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中干涉圖案包括一系列有相同間距的彎曲條紋。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中干涉圖案包括一系列有線性調(diào)頻脈沖間距的彎曲條紋。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中在另一個電磁束的路徑上放置另一個柱面透鏡。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中光學(xué)元件包括放置在至少一個電磁束路徑上的一個或更多的微透鏡，微透鏡列陣，微棱鏡，或衍射光柵。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中干涉圖案是通過使一個或更多的電磁束通過衍射光學(xué)元件來形成的。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中光學(xué)元件包括放置在至少一個電磁束路徑上的一個或更多的球面透鏡，非球面透鏡，或非柱面透鏡。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中襯底包括玻璃。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中襯底包括金屬。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中襯底包括半導(dǎo)體。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中襯底包括塑料。
13.一種在襯底表面優(yōu)先沉積材料的方法，其特征在于，包括以下步驟把兩束或更多束相干電磁束引導(dǎo)到襯底表面來形成電磁干涉圖案，根據(jù)干涉圖案優(yōu)先加熱部分襯底表面，其中在至少一個電磁束的路徑上放置一個或更多的微透鏡，微透鏡列陣，微棱鏡，衍射光柵，或洗射光學(xué)元件；并且通過把襯底暴露在氣相中的材料下，根據(jù)干涉圖案在襯底表面上選擇性沉積材料，所述材料能夠作為表面溫度的函數(shù)進(jìn)行優(yōu)先積累。
14.一種在襯底表面優(yōu)先沉積材料的方法，其特征在于，包括以下步驟把兩束或更多束相干電磁束引導(dǎo)到襯底表面的一個區(qū)域上來形成電磁干涉圖案，根據(jù)干涉圖案優(yōu)先加熱部分襯底表面，其中在至少一個電磁束的路徑上放置一個或更多的非球面透鏡或非柱面透鏡；以及通過把襯底暴露在氣相中的材料下，根據(jù)干涉圖案在襯底表面上選擇性沉積材料，所述材料能夠作為表面溫度的函數(shù)進(jìn)行優(yōu)先積累。
全文摘要
揭示了在襯底上優(yōu)先沉積材料的方法。材料可通過把電磁干涉圖案引導(dǎo)到襯底上來選擇性地加熱符合干涉圖案最大值的襯底區(qū)域上優(yōu)先沉積。然后把襯底暴露在能夠根據(jù)表面溫度在表面上優(yōu)先積累的氣相材料之下。
文檔編號G02B5/30GK1422388SQ01807758
公開日2003年6月4日 申請日期2001年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月3日
發(fā)明者R·S·莫什萊夫扎德, T·A·拜倫 申請人:3M創(chuàng)新有限公司