(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）透過性を有する基板の表面の上に配置された互いに平行な細長い複数のナノ構造のアレイであって、前記複数のナノ構造のそれぞれは、
（ｉ）前記基板の前記表面の上に配置された第１のリブと、
（ｉｉ）それぞれが互いに対して側面で向き合わされ、前記第１のリブの上に配置された、互いに平行な細長い複数のワイヤの組であって、前記複数のワイヤの組のそれぞれのワイヤは、前記基板の前記表面に実質的に直交する２つの相対する側面を有する、複数のワイヤの組と、
（ｉｉｉ）前記複数のワイヤの組の間の第１の間隙と、
（ｉｖ）それぞれが互いに対して側面で向き合わされ、それぞれのワイヤのそれぞれの側面に沿って配置され、かつ接するサイドバーを含む、互いに平行な細長い複数のサイドバーの組とを含み、前記細長い複数のサイドバーの組における細長いサイドバーのそれぞれは、前記細長い複数のサイドバーの組における他の細長いサイドバーと前記ワイヤの上面において分離されており、前記細長い複数のサイドバーの各組は隣り合う組と分離されており、
（ｖ）互いに平行な細長い前記複数のワイヤの組および互いに平行な細長い前記複数のサイドバーの組のいずれかが反射性であって反射性構造を有し、互いに平行な細長い前記複数のワイヤの組および互いに平行な細長い前記複数のサイドバーの組の他方が吸収性であって吸収性構造を有し、
（ｖｉ）電磁スペクトルの紫外線領域において、前記反射性構造は８０％を上回る光を反射し２０％を下回る光を吸収し、前記吸収性構造は４０％を上回る光を吸収し６０％を下回る光を反射する、
複数のナノ構造のアレイと、
（ｂ）隣接する複数の第１のリブの間に配置された第２の間隙とを、
備える、
ワイヤグリッド偏光子。
【請求項２】
前記複数のワイヤの組の間の前記第１のリブの上方に配置され、前記第１の間隙に部分的に延在するサポートリブをさらに備える、
請求項１に記載のワイヤグリッド偏光子。
【請求項３】
サポートリブ厚は、ワイヤ厚の５％と３５％との間である、
請求項２に記載のワイヤグリッド偏光子。
【請求項４】
前記第１のリブの複数の外縁において、前記第１のリブの上に配置された互いに平行な細長い複数の第２のリブの組をさらに備え、
前記複数のワイヤの組のそれぞれのワイヤは、異なる第２のリブの上に配置され、前記第１の間隙は、前記複数のワイヤの組の間から、前記複数の第２のリブの組の間に至るまで延在し、
前記複数のサイドバーは、前記第１の間隙の底部および前記第２の間隙の底部まで延在する、
請求項１から３の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。
【請求項５】
前記第１の間隙の幅又は前記第２の間隙の幅の大きい方を、前記第１の間隙の前記幅又は前記第２の間隙の前記幅の小さい方で割った値が、１．０より大きく、かつ１．１より小さいか又はこれと等しい、
請求項１から４の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。
【請求項６】
前記第１の間隙の幅又は前記第２の間隙の幅の大きい方を、前記第１の間隙の前記幅又は前記第２の間隙の前記幅の小さい方で割った値が、１．１より大きいか又はこれと等しく、かつ１．５より小さいか又はこれと等しい、
請求項１から４の何れか一項に記載のワイヤグリッド偏光子。
【請求項７】
ワイヤグリッド偏光子を作成する方法であって、前記方法は次の複数の段階、つまり、
（ａ）基板の上に配置された互いに平行な細長い複数のサポートリブのアレイを有し、前記複数のサポートリブの間には固形物のない複数のサポートリブ間隙を有し、入射光に対して十分に透過性を有する前記基板を提供する段階と、
（ｂ）前記基板及び前記複数のサポートリブを、材料層でコンフォーマルコーティングするとともに、前記複数のサポートリブの間に前記複数のサポートリブ間隙を保持する段階と、
（ｃ）前記材料層をエッチングして複数の水平部分を取り除き、前記複数のサポートリブの複数の側面に沿って、ワイヤがサポートリブのそれぞれの側面に沿って配置されたそれぞれの前記サポートリブ用の複数のワイヤの組を含む、互いに平行な細長い複数のワイヤのアレイを残す段階と、
（ｄ）前記複数のワイヤをマスクに用いて、前記複数のワイヤの組の２つのワイヤの間の前記複数のサポートリブと、複数のワイヤの隣接する複数の組の間の前記基板とをエッチングして、
（ｉ）複数のワイヤのそれぞれの組が単一の第１のリブの上に配置された、互いに平行な細長い複数の第１のリブのアレイと、
（ｉｉ）前記複数のワイヤの組の間の第１の間隙と、
（ｉｉｉ）隣接する複数の第１のリブの間の第２の間隙と、
（ｉｖ）前記複数の第１のリブのそれぞれの外縁において、前記複数の第１のリブのそれぞれの上に配置された互いに平行な細長い複数の第２のリブの組を、それぞれの第２のリブの上に配置されたワイヤと共に、
形成する段階と、
（ｅ）前記複数のワイヤ、前記複数の第１のリブ、及び前記基板の複数の露出部分を、第２の材料層でコンフォーマルコーティングするとともに、前記複数のワイヤの組の間に前記第１の間隙を、また隣接する複数の第１のリブの間に前記第２の間隙を保持する段階と、
（ｆ）前記第２の材料層をエッチングして、前記複数のワイヤの上面、前記複数の第１のリブ、及び前記基板の複数の露出部分に対応する複数の水平部分を取り除き、互いに平行な細長い複数のサイドバーのアレイを残す段階であって、
（ｉ）前記複数の第１のリブ、前記複数のワイヤ、又は前記複数のサイドバーのうち少なくとも１つは吸収性を有し、
（ｉｉ）前記複数の第１のリブ、前記複数のワイヤ、又は前記複数のサイドバーのうち少なくとも他の１つは反射性を有し、
（ｉｉｉ）前記細長い複数のサイドバーは、前記第１の間隙の底部および前記第２の間隙の底部まで延在する
段階とを、
順番に備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、概してワイヤグリッド偏光子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤグリッド偏光子は、光の一方の偏光が偏光子を通過することを可能にし、かつ光の反対の偏光を反射又は吸収することによって、光を偏光するために用いられ得る。簡潔にするために、これ以降、主に偏光子を透過する偏光はｐ偏光と呼ばれ、主に反射または吸収される偏光はｓ偏光と呼ばれる。ワイヤグリッド偏光子設計の目標には、ｐ偏光の透過を増やすこと、ｓ偏光の透過を減らすこと、及びｓ偏光の反射又は吸収を増やすことが含まれる。異なる用途には、異なる要件が含まれる。
【０００３】
ｐ偏光の透過を増やし、ｓ偏光の透過を減らすという目標は、ほとんどの用途又は全ての用途に共通している。これら２つの目標間にはトレードオフの関係が存在し得る。換言すれば、ｐ偏光の透過を増やし得る特定の設計は、ｓ偏光の透過を不必要に増やすこともあり得る。また、ｓ偏光の透過を減らす他の設計は、ｐ偏光の透過を不必要に減らし得る。
【０００４】
いくつかの用途では、偏光された両方の光ビームが効果的に利用され得るように、可能な限り多くのｓ偏光を反射することが望ましい。そのような設計では、ｐ偏光の透過を減らすことなく、ｓ偏光の反射を増やすことが重要になり得る。特定の設計においては、ｐ偏光の透過を増やすことと、ｓ偏光の反射を増やすこととの間にトレードオフの関係が存在することがある。
【０００５】
他の複数の用途、例えば、光の反射が画像や他の使用目的を妨害し得る場合などでは、ｓ偏光の吸収が好ましい場合がある。透過型パネルの画像投影システムでは、反射光はＬＣＤイメージャに戻り、画像劣化を引き起こし得るか、又は迷光が画面に到達してコントラストを低下させ得る。理想的な選択吸収性ワイヤグリッド偏光子は、全てのｐ偏光を透過させ、全てのｓ偏光を選択的に吸収する。実際には、透過するｓ偏光もあれば、反射するｓ偏光もあり、吸収されるｐ偏光もあれば、反射するｐ偏光もある。特定の設計においては、ｐ偏光の透過を増やすことと、ｓ偏光の吸収を増やすこととの間にトレードオフの関係が存在することがある。
【０００６】
従って、ワイヤグリッド偏光子の有効性は、（１）ｐ偏光の高い透過率、（２）高いコントラスト、及び（３）設計に応じてｓ偏光の高い吸収率又は反射率によって定量化され得る。コントラストは、透過したｐ偏光の割合（Ｔｐ）を透過したｓ偏光の割合（Ｔｓ）で割ったものに等しい。つまり、コントラスト＝Ｔｐ／Ｔｓとなる。
【０００７】
赤外光、可視光、及び紫外光用のワイヤグリッド偏光子では、効果的な偏光のために、ナノメートル又はマイクロメートルの幅及びピッチなど、複数の小さい幅及びピッチの複数のワイヤを有することが重要になり得る。概して、偏光される光の波長の半分より小さいピッチが、効果的な偏光に必要とされる。より小さいピッチによって、コントラストが向上し得る。従って、小さいピッチは、ワイヤグリッド偏光子の重要な特徴になり得る。十分に小さいピッチを有するワイヤグリッド偏光子の製造は難しく、これが本分野の研究目標である。
【０００８】
細いワイヤは、扱い方によって、また複数の環境条件によって損傷を受け得る。ワイヤの保護は、ワイヤグリッド偏光子において重要であり得る。従って、ワイヤグリッド偏光子の耐久性は、別の重要な特徴である。
【０００９】
例えば、米国特許第５，９９１，０７５号、同第６，２８８，８４０号、同第６，６６５，１１９号、同第７，６３０，１３３号、同第７，６９２，８６０号、同第７，８００，８２３号、同第７，９６１，３９３号、及び同第８，４２６，１２１号、米国特許公開第２００８／００５５７２３号、同第２００９／００４１９７１号、及び同第２００９／００５３６５５号、２０１１年１２月１５日に出願された米国特許出願第１３／３２６，５６６号、１９８１年１１月／１２月のＪ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．１９（４）におけるＤ．Ｃ．Ｆｌａｎｄｅｒｓによる「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  １００  Ａ  ｌｉｎｅｗｉｄｔｈ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｂｙ  ｓｈａｄｏｗｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」、並びに１９８３年３月１５日のＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．４２（６）４９２−４９４ページにおけるＤａｌｅ  Ｃ．Ｆｌａｎｄｅｒｓによる「Ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ  ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ  ｇｒａｔｉｎｇｓ  ａｓ  ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ」を参照されたい。
【発明の概要】
【００１０】
ｐ偏光の高い透過率、高いコントラスト、及び／又は小さいピッチを有した、耐久性のあるワイヤグリッド偏光子を提供することが有利になることが認識されていた。また、ｓ偏光の高い吸収率又は高い反射率は、設計に応じて重要になり得る。本発明は、第１のリブの上にワイヤの組を有するワイヤグリッド偏光子の様々な実施形態及び複数の作成方法に関する。様々な実施形態又は方法のそれぞれは、これらのニーズの１又は複数を満たし得る。
【００１１】
ワイヤグリッド偏光子は、基板表面の上に配置された、互いに平行な細長い複数のナノ構造のアレイを備え得る。複数のナノ構造のそれぞれは、（１）基板表面の上に配置された第１のリブと、（２）それぞれが互いに対して側面で向き合わされ、第１のリブの上に配置された、互いに平行な細長い複数のワイヤの組と、（３）複数のワイヤの組の間の第１の間隙とを含み得る。隣接する複数の第１のリブの間に配置された第２の間隙を含む、複数の第２の間隙が存在し得る。基板は、入射光に対して透過性を有し得る。
【００１２】
ワイヤグリッド偏光子の作成方法は、次の複数の段階を備え得る。
１．透過性基板の上に配置された互いに平行な細長い複数のサポートリブのアレイを有し、複数のサポートリブの間には固形物のない複数のサポートリブ間隙を有する基板を提供する段階。
２．基板及び複数のサポートリブを材料層でコンフォーマルコーティングするとともに、複数のサポートリブの間の複数のサポートリブ間隙を保持する段階。
３．材料層をエッチングして複数の水平部分を取り除き、複数のサポートリブの複数の側面に沿って、ワイヤがサポートリブのそれぞれの側面に沿って配置されたそれぞれのサポートリブ用の複数のワイヤの組を含む、互いに平行な細長い複数のワイヤのアレイを残す段階。
４．複数のワイヤをマスクに用いて、複数のワイヤの組の２つのワイヤの間の複数のサポートリブと、複数のワイヤの隣接する複数の組の間の基板とをエッチングして、複数のワイヤのそれぞれの組が単一の第１のリブの上に配置された、互いに平行な細長い複数の第１のリブのアレイを形成する段階。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
図１−図１１は、本発明の複数の実施形態によるワイヤグリッド偏光子１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、及び１１０の側断面概略図である。これらのワイヤグリッド偏光子１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、及び１１０は、基板１１の表面１１ｓの上に配置された互いに平行な細長い複数のナノ構造１５のアレイを備え得る。複数のナノ構造１５のそれぞれは、（１）基板１１の表面１１ｓの上に配置された第１のリブ１４と、（２）それぞれが互いに対して側面で向き合わされ、第１のリブ１４の上に配置された、互いに平行な細長い複数のワイヤ１２の組と、（３）複数のワイヤ１２の組の間の第１の間隙Ｇ１とを含み得る。隣接する複数の第１のリブ１４の間に配置された第２の間隙Ｇ２を含む、複数の第２の間隙Ｇ２が存在し得る。
【００１４】
【図１】複数のワイヤ１２の組の間の第１のリブ１４の上に配置され、部分的に第１の間隙Ｇ１に延在するサポートリブ１３を含む、ワイヤグリッド偏光子１０を示す。
【００１５】
【図２】ワイヤグリッド偏光子２０を示し、複数の第１の間隙Ｇ１は、複数のワイヤ１２の上端１２ｔから複数のワイヤ１２の基部１２ｂまで固形物のない複数の間隙である。
【００１６】
【図３】第１のリブ１４の外縁１４ｏにおいて、第１のリブ１４の上に配置された互いに平行な細長い複数の第２のリブ３４の組を含む、ワイヤグリッド偏光子３０を示す。ここで複数のワイヤ１２の組のそれぞれのワイヤ１２は、異なる第２のリブ３４の上に配置され、第１の間隙Ｇ１は複数のワイヤ１２の組の間から、複数の第２のリブ３４の組の間に至るまで延在している。
【００１７】
【図４】ワイヤグリッド偏光子４０を示す。これはワイヤグリッド偏光子１０と類似しているが、それぞれが互いに対して側面で向き合わされ、それぞれのワイヤ１２のそれぞれの側面１２ｓに沿って配置され、これと接するサイドバー４２を含む、互いに平行な細長い複数のサイドバー４２の組を付加している。
【００１８】
【図５】ワイヤグリッド偏光子５０を示す。これはワイヤグリッド偏光子２０と類似しているが、それぞれが互いに対して側面で向き合わされ、それぞれのワイヤ１２のそれぞれの側面１２ｓに沿って配置され、これと接するサイドバー４２を含む、互いに平行な細長い複数のサイドバー４２の組を付加している。
【００１９】
【図６】ワイヤグリッド偏光子６０を示す。これはワイヤグリッド偏光子３０と類似しているが、それぞれが互いに対して側面で向き合わされ、それぞれのワイヤ１２のそれぞれの側面１２ｓに沿って配置され、これと接するサイドバー４２を含む、互いに平行な細長い複数のサイドバー４２の組を付加している。
【００２０】
【図７】ワイヤグリッド偏光子７０を示す。これは図１−図６のワイヤグリッド偏光子１０、２０、３０、４０、５０、又は６０の１つと類似しているが、複数の間隙Ｇの中と、複数のワイヤ１２の上端１２ｔの上方とに配置された充填材料４１を付加している。
【００２１】
【図８】ワイヤグリッド偏光子８０を示す。これは図１−図６のワイヤグリッド偏光子と類似しているが、複数のワイヤ１２、複数のサポートリブ１３、複数の第１のリブ１４、複数の第２のリブ３４、充填材料４１、及び基板１１は別個の複数の領域であり得て、それぞれの領域は他の複数の領域の１つ、いくつか、又は全てと異なる材料で作成され得ることも示している。
【００２２】
【図９】ワイヤグリッド偏光子９０を示す。これは図１−図６のワイヤグリッド偏光子と類似しているが、複数のワイヤ１２、複数のサポートリブ１３、複数の第１のリブ１４、複数の第２のリブ３４、充填材料４１、及び基板１１は別個の複数の領域であり得て、それぞれの領域は他の複数の領域の１つ、いくつか、又は全てと異なる材料で作成され得ることも示している。
【００２３】
【図１０】ワイヤグリッド偏光子１００を示す。これは図１−図６のワイヤグリッド偏光子と類似しているが、複数のワイヤ１２、複数のサポートリブ１３、複数の第１のリブ１４、複数の第２のリブ３４、充填材料４１、及び基板１１は別個の複数の領域であり得て、それぞれの領域は他の複数の領域の１つ、いくつか、又は全てと異なる材料で作成され得ることも示している。
【００２４】
【図１１】ワイヤグリッド偏光子１１０を示す。これは図１−図６のワイヤグリッド偏光子と類似しているが、複数のワイヤ１２、複数のサポートリブ１３、複数の第１のリブ１４、複数の第２のリブ３４、充填材料４１、及び基板１１は別個の複数の領域であり得て、それぞれの領域は他の複数の領域の１つ、いくつか、又は全てと異なる材料で作成され得ることも示している。
【００２５】
図１１は、ワイヤグリッド偏光子１１０を示す。これは図７のワイヤグリッド偏光子７０と類似しているが、充填材料４１は少なくとも複数のワイヤ１２の上端１２ｔまでエッチングされ、これにより１つの間隙Ｇ１中の充填材料４１ａを隣接する間隙Ｇ２中の充填材料４１ｂから分離し得ることをさらに示している。
【００２６】
図１−図１７は、本発明の複数の実施形態によるワイヤグリッド偏光子の製造方法を示す、側断面概略図である。
【００２７】
【図１２】基板１１の上に配置された互いに平行な細長い複数のサポートリブ１３のアレイを有し、複数のサポートリブ１３の間に固形物のない複数のサポートリブ間隙Ｇｓを有する基板１１を設ける段階を示す。
【００２８】
【図１３】基板１１は、異なる領域１０１ｂ、１０１ｃ、及び１０１ｄ（それぞれの領域は、他の領域の一方又は両方と異なる材料であり得る）に分割され得て、複数のサポートリブ１３は、他の領域１０１ｂ、１０１ｃ、及び１０１ｄの１つ、いくつか、又は全てと異なる材料１０１ａであり得ることを示す。
【００２９】
【図１４】基板１１及び複数のサポートリブ１３を、材料層１１２でコンフォーマルコーティングするとともに、複数のサポートリブ１３の間に複数のサポートリブ間隙Ｇｓを保持する段階を示す。
【００３０】
図１４は、材料層１１２をエッチングして複数の水平部分１１２ｈを取り除き、複数のサポートリブ１３の複数の側面に沿って、ワイヤ１２がサポートリブ１３のそれぞれの側面に沿って配置されたそれぞれのサポートリブ１３用の複数のワイヤ１２の組を含む、互いに平行な細長い複数のワイヤ１２のアレイを残す段階を示す。
【００３１】
【図１５】材料層１１２をエッチングして複数の水平部分１１２ｈを取り除き、複数のサポートリブ１３の複数の側面に沿って、ワイヤ１２がサポートリブ１３のそれぞれの側面に沿って配置されたそれぞれのサポートリブ１３用の複数のワイヤ１２の組を含む、互いに平行な細長い複数のワイヤ１２のアレイを残す段階を示す。
【００３２】
【図１６】複数のワイヤ１２の組の２つのワイヤ１２の間の複数のサポートリブ１３をエッチング（１３１ａ）し、かつ複数のワイヤ１２の隣接する複数の組の間の基板１１をエッチング（１３１ｂ）して、図１−図１１に示されるように複数の第１のリブ１４を形成する段階を示す。
【００３３】
【図１７】複数のワイヤ１２、複数の第１のリブ１４、複数の第２のリブ３４（用いられる場合）、及び基板１１の複数の露出部分を、第２の材料層１７２でコンフォーマルコーティングするとともに、複数のワイヤ１２の組の間の第１の間隙Ｇ１、及び隣接する複数の第１のリブ１４の間の複数の第２の間隙Ｇ２を保持する段階を示す。
【００３４】
図４−図６及び図１７は、第２の材料層１７２をエッチングして複数の水平部分１７２ｈを取り除き、互いに平行な細長い複数のサイドバー４２のアレイを残す段階を示す。
【００３５】
図７は、複数の間隙Ｇ１及びＧ２、並びに複数のワイヤ１２の上端１２ｔの上方を、充填材料４１で埋め戻す段階を示す。
【００３６】
図１１は、間隙Ｇ１中の充填材料４１ａが、隣接する間隙Ｇ２中の充填材料４１ｂから分離されるように、充填材料４１を少なくとも複数のワイヤ１２の上端１２ｔまでエッチングする段階を示す。
【００３７】
［図面の参照番号］
１０：ワイヤグリッド偏光子
１１：基板
１１ｓ：基板の表面
１２：ワイヤ
１２ｂ：ワイヤの基部
１２ｔ：ワイヤの上端
１３：サポートリブ
１３ｔ：サポートリブの上端
１４：第１のリブ
１４ｏ：第１のリブの外縁
１４ｔ：第１のリブの上端
１５：ナノ構造
２０：ワイヤグリッド偏光子
３０：ワイヤグリッド偏光子
３４：第２のリブ
７０：ワイヤグリッド偏光子
４１：充填材料
４１ａ：第１の間隙内の充填材料
４１ｂ：第２の間隙内の充填材料
４２：サイドバー
８０：ワイヤグリッド偏光子
９０：ワイヤグリッド偏光子
１００：ワイヤグリッド偏光子
１１０：ワイヤグリッド偏光子
１１２：材料層
１１２ｈ：材料層の水平部分
１１２ｖ：材料層の鉛直部分
１７２：第２の材料層
１７２ｈ：第２の材料層の水平部分
１７２ｖ：第２の材料層の鉛直部分
Ｇ：間隙（第１の間隙及び／又は第２の間隙）
Ｇ１：第１の間隙
Ｇ２：第２の間隙
Ｇｓ：サポートリブ間隙
Ｔ１２：ワイヤ厚
Ｔ１３：サポートリブ厚
Ｔ１４：第１のリブ厚
Ｔ３４：第２のリブ厚
Ｗ１：第１の間隙幅
Ｗ２：第２の間隙幅
Ｗ１２：ワイヤ幅
Ｗ１３：サポートリブ幅
Ｗ１１２：材料層幅
ＷＧｓ：サポートリブの間隙幅
【００３８】
［定義］
複数の光学構造に用いられる多くの材料は、ある程度の光を吸収し、ある程度の光を反射し、またある程度の光を透過する。以下の複数の定義は、主に吸収性、主に反射性、又は主に透過性を有する複数の材料又は複数の構造の間を区別することが意図されている。
１．本明細書に用いられたように、「吸収性」という用語は、対象波長の光を十分に吸収することを意味する。
（ａ）材料が「吸収性」を有するか否かは、偏光子に用いられる他の複数の材料と相対的である。従って、吸収性構造は、反射性構造又は透過性構造よりも十分に吸収する。
（ｂ）材料が「吸収性」を有するか否かは、対象波長に依存する。材料は、１つの波長範囲において吸収性を有し得るが、別の波長範囲においては吸収性を有しないことがある。
（ｃ）１つの態様において、吸収性構造は、４０％を上回る対象波長の光を吸収し、６０％を下回る対象波長の光を反射し得る（吸収性構造は光学的に厚いフィルム、すなわち表皮の厚さより厚いと仮定する）。
（ｄ）複数の吸収性リブは、光の１つの偏光を選択的に吸収するために用いられ得る。
２．本明細書に用いられたように、「反射性」という用語は、対象波長において十分に光を反射することを意味する。
（ａ）材料が「反射性」を有するか否かは、偏光子に用いられる他の複数の材料と相対的である。従って、反射性構造は、吸収性構造又は透過性構造よりも十分に反射する。
（ｂ）材料が「反射性」を有するか否かは、対象波長に依存する。材料は、１つの波長範囲において反射性を有し得るが、別の波長範囲においては反射性を有しないことがある。いくつかの波長範囲では、複数の高反射性材料が効果的に利用され得る。他の複数の波長範囲、特に、材料劣化が生じる可能性がより高い低波長側では、材料の選択がより限られるので、光学設計者は、所望するより低い反射率の材料を受け入れる必要があり得る。
（ｃ）１つの態様において、反射性構造は、８０％を上回る対象波長の光を反射し、２０％を下回る対象波長の光を吸収し得る（反射性構造は光学的に厚いフィルム、すなわち表皮の厚さより厚いと仮定する）。
（ｄ）複数の反射性ワイヤが、光の１つの偏光を、光の反対の偏光から分離するために用いられ得る。
（ｅ）複数の金属が、反射性材料に用いられることが多い。
３．本明細書に用いられたように、「透過性」という用語は、対象波長の光に対して十分に透過性を有することを意味する。
（ａ）材料が「透過性」を有する否かは、偏光子に用いられる他の複数の材料と相対的である。従って、透過性構造は、吸収性構造又は反射性構造よりも十分に透過する。
（ｂ）材料が「透過性」を有するか否かは、対象波長に依存する。材料は、１つの波長範囲において透過性を有し得るが、別の波長範囲においては透過性を有しないことがある。
（ｃ）１つの態様において、透過性構造は、９０％を上回る対象波長の光を透過し、１０％を下回る対象波長の光を吸収し得る。
４．これらの定義に用いられたように、「材料」という用語は、特定の構造の全体的な材料を指す。従って、「吸収性」の構造は、材料が反射性又は透過性の成分をいくらか含み得るとしても、全体として十分に吸収性を有する材料で作成される。従って、例えば、光を十分に吸収するように、十分な量の吸収性材料で作成されたリブは、その中に埋め込まれた反射性又は透過性の材料をいくらか含んでいるとしても、吸収性リブである。
５．本明細書に用いられたように、「光」という用語は、Ｘ線、紫外線、可視光線、及び／又は赤外線、又は電磁スペクトルの他の複数の領域における、光又は電磁放射を意味する。
６．本明細書に用いられたように、「基板」という用語は、例えば、ガラスウェハなどの基材を含む。「基板」という用語は単一の材料を含み、また、複数の材料、例えば、基材として共に用いられるウェハ表面に少なくとも１つの薄膜を有するガラスウェハなども含む。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１−図１１に例示されたように、基板１１の表面１１ｓの上に配置された互いに平行な細長い複数のナノ構造１５のアレイを備えるワイヤグリッド偏光子１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、及び１１０が示される。複数のナノ構造１５のそれぞれは、（１）基板１１の表面１１ｓの上に配置された第１のリブ１４と、（２）それぞれが互いに対して側面で向き合わされ、第１のリブ１４の上に配置された、互いに平行な細長い複数のワイヤ１２の組と、（３）複数のワイヤ１２の組の間の第１の間隙Ｇ１とを含む。複数のワイヤ１２は、複数の第１のリブ１４の複数の側面の外縁１４ｏに配置され得る。隣接する複数の第１のリブ１４の間に配置された第２の間隙Ｇ２を含む、複数の第２の間隙Ｇ２が存在し得る。
【００４０】
図４−図６に例示されたように、ワイヤグリッド偏光子４０、５０、及び６０は、それぞれワイヤグリッド偏光子１０、２０、及び３０と類似しているが、それぞれが互いに対して側面で向き合わされ、それぞれのワイヤ１２のそれぞれの側面１２ｓに沿って配置され、これと接するサイドバー４２を含む、互いに平行な細長い複数のサイドバー４２の組を付加している。これらの付加された複数のサイドバー４２は、ｐ偏光のコントラスト及び透過率の向上に有益であり得る。複数のサイドバー４２は、耐腐食性の向上にも有益であり得る。複数のサイドバー４２は、図７−図１１に示された複数の偏光子にも付加され得る。
【００４１】
第１のリブ１４、複数のワイヤ１２の組、及び複数のサイドバー４２は、同一の材料又は異なる材料で作成され得る。１つの実施形態では、第１のリブ１４、複数のワイヤ１２の組、及び複数のサイドバー４２のうち少なくとも１つは吸収性を有し得て、第１のリブ１４、複数のワイヤ１２の組、及び複数のサイドバー４２のうち少なくとも１つは、反射性を有し得る。第１のリブ１４、複数のワイヤ１２の組、及び複数のサイドバー４２のうち少なくとも１つは、透過性を有し得る。これらの設計は、効果的な選択吸収性ワイヤグリッド偏光子であり得る。
【００４２】
図１、４、及び８に示されたように、ワイヤグリッド偏光子１０及び８０は、複数のワイヤ１２の組の間の第１のリブ１４の上に配置され、第１の間隙Ｇ１に部分的に延在するサポートリブ１３をさらに備え得る。サポートリブ１３は、複数のワイヤ１２に対する構造的支持を提供し得る。モデリングにより、サポートリブの存在がｐ偏光のコントラスト及び透過率（Ｔｐ）に悪影響を及ぼし得ることが示された。従って、複数のワイヤ１２に対する追加の支持の必要性と、性能の低下との間には、設計においてトレードオフの関係が存在し得る。より細いワイヤ（例えば、５０ｎｍ未満）は、追加の支持が必要になり得るので、サポートリブ１３は、紫外線などの低波長用の偏光子では必要とされ得る。
【００４３】
いくつかの設計では、より短くより細いサポートリブ１３の使用により、最小限の性能劣化を伴った十分な支持が提供され得る。本発明のワイヤグリッド偏光子は、１つの態様では、ワイヤ厚Ｔ１２の５％と３５％との間のサポートリブ厚Ｔ１３、別の態様では、ワイヤ厚Ｔ１２の５％と２５％との間のサポートリブ厚Ｔ１３、又は別の態様では、ワイヤ厚Ｔ１２の１５％と３５％との間のサポートリブ厚Ｔ１３を含み得る。これらの厚さは、支持と性能との間のバランスを保ち得る。
【００４４】
サポートリブ１３、第１のリブ１４、及び基板１１は、全て単一の材料で作成され得る。サポートリブ１３及び第１のリブ１４は、基板１１をエッチングすることによって形成され得る。サポートリブ１３、第１のリブ１４、及び基板１１は、全て透過性を有し得る。複数のワイヤ１２は、入射光を偏光すべく反射性を有し得る。
【００４５】
サポートリブ１３、第１のリブ１４、及び基板１１を分離する線によって、図８の偏光子８０に示されたように、これらの異なる領域は、異なる材料を含み得る。これらの領域のうち２つは、もう１つの領域と同一の材料を有し得る、又は３つ全ての領域が異なる材料を有し得る。サポートリブ１３、第１のリブ１４、及び複数のワイヤ１２のうち少なくとも１つは吸収性を有し得る。サポートリブ１３、第１のリブ１４、及び複数のワイヤ１２のうち少なくとも１つは透過性を有し得る。サポートリブ１３、第１のリブ１４、及び複数のワイヤ１２のうち少なくとも１つは反射性を有し得る。
【００４６】
サポートリブ１３、第１のリブ１４、及び基板１１が異なる材料による異なる領域を含む偏光子は、図１３に示されたように、最初に複数の薄膜層を含む基板１１を選択し、次に最上層をエッチングして複数のサポートリブ１３を形成することによって、作成され得る。図１３に示されたように、材料１０１ａはサポートリブ材料１３であり、材料１０１ｂ及び場合により１０１ｃも、第１のリブ材料１４であり得る。
【００４７】
図２、図５、及び図９のワイヤグリッド偏光子２０、５０、及び９０に示されたように、複数のサポートリブ１３は、複数の第１のリブ１４の上端１４ｔまで、完全にエッチングされ得る。複数の第１の間隙Ｇ１は、複数のワイヤ１２の上端１２ｔから複数のワイヤ１２の基部１２ｂまで、固形物のない複数の間隙であり得る。図２のワイヤグリッド偏光子２０に示されたように、複数の第１のリブ１４は、基板１１と同一の材料を有し得て、両方とも入射光に対して透過性を有し得る。代わりに、図９のワイヤグリッド偏光子９０に示されたように、複数の第１のリブ１４は、基板１１と異なる材料を有し得る。１つの実施形態では、複数の第１のリブ１４又は複数のワイヤ１２のうち一方は吸収性を有し得て、複数の第１のリブ１４又は複数のワイヤ１２のうち他方は反射性を有し得る。
【００４８】
図３、図６、図７、図１０、及び図１１に示されたように、ワイヤグリッド偏光子３０、６０、７０、１００、及び１１０は、第１のリブ１４の外縁１４ｏにおいて、第１のリブ１４の上に配置された互いに平行な細長い複数の第２のリブ３４の組をさらに備え得る。複数のワイヤ１２の組のそれぞれのワイヤ１２は、異なる第２のリブ３４の上に配置され得る。第１の間隙Ｇ１は、複数のワイヤ１２の組の間から、複数の第２のリブ３４の組の間に至るまで延在し得る。第２の間隙Ｇ２は、複数のワイヤの上端１２ｔ、複数のワイヤ１２の隣接する複数の組の間、複数の第２のリブ３４の隣接する複数の組の間、隣接する複数の第１のリブ１４の間から、複数の第１のリブ１４の基部１４ｂ／基板１１の表面１１ｓに至るまで延在し得る。
【００４９】
第２のリブ厚Ｔ３４は、ワイヤグリッド偏光子性能に影響を及ぼし得る。この性能への影響は、特にコントラストに関して、波長に依存し、また第１のリブ厚Ｔ１４にも依存し得るが、ｐ偏光の透過率（Ｔｐ）に関してはそのような依存性は少ない。従って、ワイヤグリッド偏光子の設計者は、所与の設計に対する最適な第２のリブ厚Ｔ３４の解析において、意図した使用波長範囲と第１のリブ厚Ｔ１４とを考慮する必要があり得る。第２のリブ厚Ｔ３４は、ワイヤグリッド偏光子の耐久性にも関連し得る。従って、性能要件及び耐久性要件の両方が、最適な第２のリブ厚Ｔ３４を決定する際に、考慮される必要があり得る。
【００５０】
ワイヤグリッド偏光子３０に示されたように、複数の第１のリブ１４、複数の第２のリブ３４、及び基板１１は、全て単一の材料で形成され得て、また全て入射光を透過し得る。複数のワイヤ１２は反射性を有し得る。複数の第１のリブ１４及び複数の第２のリブ３４は、基板１１をエッチングすることによって形成され得て、基板１１から一体的に形成され得る。
【００５１】
ワイヤグリッド偏光子１００に示されたように、複数の第１のリブ１４、複数の第２のリブ３４、及び基板１１は、異なる分離された領域であり得る。３つの領域は全て異なる材料であるか、又はそれらの領域のうちの２つの領域が同一の材料で、３つ目の領域が異なる材料であり得る。複数の第２のリブ３４、複数の第１のリブ１４、又は複数のワイヤ１２のうち少なくとも１つは、吸収性を有し得る。複数の第２のリブ３４、複数の第１のリブ１４、又は複数のワイヤ１２のうち少なくとも１つは、透過性を有し得る。複数の第２のリブ３４、複数の第１のリブ１４、又は複数のワイヤ１２のうち少なくとも１つは、反射性を有し得る。１つの実施形態では、複数のワイヤ１２又は複数の第２のリブ３４は吸収性を有し得て、複数のワイヤ１２又は複数の第２のリブ３４の他方は反射性を有し得る。
【００５２】
図７及び図１１に示されたように、ワイヤグリッド偏光子７０及び１１０は、複数の第１の間隙Ｇ１及び複数の第２の間隙Ｇ２に配置された充填材料４１をさらに備え得る。従って、複数の第１の間隙Ｇ１及び複数の第２の間隙Ｇ２は、固形物のない複数の間隙であり得る。充填材料４１は、複数の第１の間隙Ｇ１及び複数の第２の間隙Ｇ２を十分に、又は完全に充填し得る。複数の間隙Ｇは、例えば、スピンオングラス又はＡＬＤなどによって、充填材料４１で充填され得る。
【００５３】
図７に示されたように、この充填プロセス又は埋め戻しプロセスは、複数のワイヤ１２の上端１２ｔの上方にも充填材料４１を付加し得る。この設計は、複数のナノ構造に対して、構造強度及び腐食保護の両方を提供し得る。この設計は、例えば、可視光偏光用のガラスなど、透明材料が充填材料４１に用いられる場合に、好ましくなり得る。いくつかの設計において、充填材料４１は偏光子性能を実質的に低下させ得るので、これらの設計では、構造強度及び／又は腐食保護のニーズが性能劣化より勝る場合にのみ、充填材料が選択され得る。
【００５４】
図１１に示されたように、間隙Ｇの充填材料４１は、隣接する間隙Ｇの充填材料から分離され得る。第１の間隙Ｇ１の充填材料４１ａは、隣接する第２の間隙Ｇ２の充填材料４１ｂから分離され得る。換言すれば、充填材料４１は、複数のワイヤ１２の上端１２ｔの上に延在しない。この状態は、ワイヤグリッド偏光子７０から始まり、次に充填材料４１を、少なくとも複数のワイヤ１２の上端１２ｔまでエッチングすることによって、実現され得る。１つの間隙Ｇの充填材料４１を、隣接する間隙Ｇの充填材料４１から分離することによって、充填材料４１は光の偏光に対して反射性を有し得るか、又は吸収性を有し得る。
【００５５】
複数の間隙Ｇに充填材料４１を有するワイヤグリッド偏光子７０及び１１０は、複数の第２のリブ３４を有するワイヤグリッド偏光子設計によって例示され、ワイヤグリッド偏光子３０、６０、及び１００と類似するが、充填材料４１の使用はこれらの設計に限定されるものではなく、充填材料４１は、例えば、偏光子１０、２０、４０、５０、８０、及び９０など、他の複数の図にも示される複数のワイヤグリッド偏光子設計に付加され得る。
【００５６】
偏光子の様々な領域は、１つの間隙Ｇの充填材料４１を隣接する間隙Ｇの充填材料から分離して、異なる目的を有し得る。以下は、図１１に示されたように、この分離された充填材料４１を有することに関する。複数のサポートリブ１３（用いられる場合）、複数の第２のリブ３４（用いられる場合）、複数の第１のリブ１４、複数のワイヤ１２、又は充填材料４１のうち少なくとも１つは吸収性を有し得る。複数のサポートリブ１３（用いられる場合）、複数の第２のリブ３４（用いられる場合）、複数の第１のリブ１４、複数のワイヤ１２、又は充填材料４１のうち少なくとも１つは透過性を有し得る。複数のサポートリブ１３（用いられる場合）、複数の第２のリブ３４（用いられる場合）、複数の第１のリブ１４、複数のワイヤ１２、又は充填材料４１のうち少なくとも１つは反射性を有し得る。
【００５７】
図１１のワイヤグリッド偏光子１１０に示されたように、複数の第２のリブ３４は、それぞれの領域に異なる材料を有する２つの領域３４ａ及び３４ｂに分割され得る。この分割は、図７及び図１１に示されたように、充填材料４１を有するワイヤグリッド偏光子、又は図３に示されたように、充填材料４１を有さないワイヤグリッド偏光子に適用可能であり得る。上部領域３４ａは、１つの材料１０１ｂから形成され得て、下部領域３４ｂは異なる材料１０１ｃから形成され得る（図１３を参照）。下部領域３４ｂは、複数の第１のリブ１４と同一の材料か、又はこれと異なる材料であり得る。
【００５８】
［作成方法］
【００５９】
以下は、ワイヤグリッド偏光子を作成する方法の複数の段階である。本方法は、示された順序で実行され得る。本方法は、ワイヤグリッド偏光子設計に応じて、次の複数の段階の全てを含む必要はない。
１．基板１１の上に配置された互いに平行な細長い複数のサポートリブ１３のアレイを有し、複数のサポートリブ１３の間に固形物のない複数のサポートリブ間隙Ｇｓを有する基板１１を設ける段階。図１２及び図１３を参照。
（ａ）本段階は、基板１１をパターニングしてエッチングすることによって実現され得る。
（ｂ）基板は均質であり、例えば、ガラスのウェハなど、単一の材料で作成され得る。複数のサポートリブ１３は、基板１１をエッチングすることによって形成され得て、これにより基板１１から一体的に形成され、これと同一の材料で形成され得る。
（ｃ）代わりに、図８−１１に示されるなど、基板１１及び複数のサポートリブ１３は、異なる領域が異なる材料を有する複数の領域１０１ａ−ｄを含んで、異なる領域の異なる機能を可能にし得る。
（ｄ）材料１０１ａはサポートリブ材料１３であり得て、基板材料１０１ｂ、１０１ｃ、及び／又は１０１ｄと同一であり得るか、又はこれらと異なり得る。
（ｅ）材料１０１ｂは、第２のリブ３４の材料、及び、場合により第１のリブ１４の材料の一部又は全てになり得て、また材料１０１ａ、１０１ｃ、及び／又は１０１ｄと同一か、又はこれらと異なり得る。
（ｆ）材料１０１ｃは、第１のリブ１４の材料、及び、場合により第２のリブ３４の一部の材料でもあり得て、材料１０１ａ、１０１ｂ、及び／又は１０１ｄと同一であり得るか、又はこれらと異なり得る。
（ｇ）材料１０１ｄは最終的な基板の材料であり得て、また材料１０１ａ、１０１ｂ、及び／又は１０１ｃと同一であり得るか、又はこれらと異なり得る。
２．（図１２に示されたように、単一の材料で作成された基板１１及び複数のサポートリブ１３を用いて、又は図１３に示されたように複数の材料の層で作成された基板及び複数のサポートリブ１３を用いて）基板１１及び複数のサポートリブ１３を、材料層１１２でコンフォーマルコーティングするとともに、複数のサポートリブ１３の間に複数のサポートリブ間隙Ｇｓを保持する段階。コンフォーマルコーティングは、例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）又はスパッタリングなど、様々な方法によって行われ得る。図１４を参照。材料層１１２は、次の段階で形成される複数のワイヤ１２の材料であり得る。
３．材料層１１２をエッチングして複数の水平部分１１２ｈを取り除き、複数のサポートリブ１３の複数の側面に沿って、ワイヤ１２がサポートリブ１３のそれぞれの側面に沿って配置されたそれぞれのサポートリブ１３用の複数のワイヤ１２の組を含む、互いに平行な細長い複数のワイヤ１２のアレイを残す段階。異方性エッチングにより、複数の水平部分１１２ｈはエッチングされ得るが、本エッチングの指向性に起因して、複数の鉛直部分１１２ｖのほとんどは残り得る。図１４−図１５を参照。
４．複数のワイヤ１２をマスクに用いて、複数のサポートリブ１３をエッチング（１３１ａ）して複数のワイヤ１２のそれぞれの組の２つのワイヤ１２の間に第１の間隙Ｇ１を形成し、また複数のワイヤ１２の隣接する複数の組の間の基板１１をエッチング（１３１ｂ）して（図１６を参照）互いに平行な細長い複数の第１のリブ１４のアレイを形成し、複数のワイヤ１２のそれぞれの組を単一の第１のリブ１４の上に配置し、また第２の間隙Ｇ２を含む複数の第２の間隙Ｇ２を隣接する複数の第１のリブ１４の間に配置した状態にする段階。
（ａ）複数のサポートリブ１３をエッチング（１３１ａ）して、複数のワイヤ１２の間に第１の間隙Ｇ１を作成することは、ワイヤグリッド偏光子性能を向上させ得る。
（ｂ）複数のワイヤ１２のエッチングを最小限に抑えながら、複数のサポートリブ１３及び基板１１の両方がエッチングされるように、エッチングの化学的性質及び設定が選択され得る。
（ｃ）複数のワイヤ１２をマスクに用いて複数のサポートリブ１３をエッチング（１３１ａ）することは、複数のサポートリブ１３の一部が複数のワイヤの間の複数の第１の間隙Ｇ１に残るように、複数のサポートリブ１３の一部だけをエッチングすることを含み得る。図１、図４、及び図８を参照。これは、複数のワイヤ１２に対して付加した構造的支持にとって好ましい場合がある。
（ｄ）複数のワイヤ１２をマスクに用いて複数のサポートリブ１３をエッチング（１３１ａ）することは、複数のサポートリブ１３全体をエッチング（１３１ａ）すること、及び複数のワイヤ１２の組の間で、実質的に複数のワイヤ１２の基部１２ｂ及び複数の第１のリブ１４の上端１４ｔにおいてエッチングを停止することを含み得る。図２、図５及び図９を参照。
（ｅ）複数のワイヤ１２をマスクに用いて複数のサポートリブ１３をエッチング（１３１ａ）することは、実質的に複数のサポートリブ１３全体をエッチングすることを含み得て、また複数のワイヤ１２のそれぞれの組の２つのワイヤ１２の間の複数の第１のリブ１４をエッチング（１３１ａ）することをさらに含み、複数の第１のリブ１４のそれぞれの外縁１４ｏの上及び外縁１４ｏに配置された互いに平行な細長い複数の第２のリブ３４の組を形成し、ワイヤ１２をそれぞれの第２のリブ３４の上に配置した状態にする。図３、図６、図７、図１０、及び図１１を参照。これは、ワイヤグリッド偏光子性能を向上させるには好ましい場合があるが、ワイヤ１２のアスペクト比が高過ぎる、及び／又はワイヤ幅が細過ぎる場合には、ワイヤグリッド偏光子の耐久性に懸念をもたらし得る。
５．複数の間隙Ｇを充填材料４１で埋め戻す段階。充填材料４１は、含まれる溶媒を蒸発させた後に硬化し得る液体を回転塗布することによって形成され得る。例えば、溶媒中の液状ガラスを回転塗布し、次にベークして溶媒を蒸発させる。別の方法は、原子層堆積（ＡＬＤ）を使用することによって複数の層を設けている。図７を参照。埋め戻すことは、ワイヤグリッド偏光子の耐久性を向上させるための追加段階として好ましい場合があるが、ワイヤグリッド偏光子性能に悪影響を及ぼし得るので、耐久性要件は性能要件に対してバランスを保つ必要があり得る。
６．充填材料４１を、少なくとも複数のワイヤ１２の上端１２ｔまでエッチングして、１つの間隙Ｇの充填材料４１（例えばＧ１の４１ａ）を隣接する間隙Ｇの充填材料４１（例えばＧ２の４１ｂ）から分離する段階。図１１を参照。これは、複数の間隙Ｇの充填材料４１が１つの偏光を吸収する吸収性材料であるか、又は複数の偏光状態に分離する反射性材料である場合に、好ましい場合がある。
７．複数のワイヤ１２、複数の第１のリブ１４、複数の第２のリブ３４（用いられる場合）、及び基板１１の複数の露出部分を、第２の材料層１７２でコンフォーマルコーティングするとともに、複数のワイヤの組の間に第１の間隙Ｇ１を、また隣接する複数の第１のリブ１４の間に複数の第２の間隙Ｇ２を保持する段階。
８．第２の材料層１７２をエッチングして複数の水平部分１７２ｈを取り除き、互いに平行な細長い複数のサイドバー４２のアレイを残す段階。異方性エッチングにより、複数の水平部分１７２ｈはエッチングされ得るが、本エッチングの指向性に起因して、複数の鉛直部分１７２ｖのほとんどは残り得る。図４−図６、及び図１７を参照。
【００６０】
［間隙幅（Ｗ１及びＷ２）の関係］
【００６１】
図１及び図３に示されたように、第１の間隙Ｇ１は第１の間隙幅Ｗ１を有し得て、第２の間隙Ｇ２は第２の間隙幅Ｗ２を有し得る。第１の間隙幅Ｗ１は、サポートリブ幅と同一であり得る。第２の間隙幅Ｗ２は、サポートリブ間隙幅ＷＧｓからワイヤ幅Ｗ１２の２倍を差し引いたもの（Ｗ２＝ＷＧｓ−２＊Ｗ１２）に等しくなり得る。サポートリブ間隙幅ＷＧｓ及びサポートリブ幅Ｗ１３は、複数のサポートリブ１３の形成に用いられるリソグラフィ技術（マスクリソグラフィ、干渉リソグラフィなど）によって制御され得る。ワイヤ幅Ｗ１２は、材料層の幅Ｗ１１２によって制御され得て、用いられる堆積技術（例えば、ＡＬＤ又はスパッタリング）、及び本材料層１１２を適用する継続時間によって決定され得る。第１の間隙幅Ｗ１及び第２の間隙幅Ｗ２を個別に制御する能力は、ワイヤグリッド偏光子の設計者に、ワイヤグリッド偏光子設計を最適化するための相当な自由度を与え得る。
【００６２】
いくつかの用途では、複数の間隙Ｇを等しくすることが、性能、耐久性、又は製造要件を向上させるために有益であり得る。従って、第１の間隙幅Ｗ１は、第２の間隙幅Ｗ２と実質的に等しくなり得る。
【００６３】
他の複数の用途では、性能、耐久性、又は製造要件の向上のために、等しくない間隙Ｇを有することが有益であり得る。第１の間隙幅Ｗ１又は第２の間隙幅Ｗ２のうち大きい方を、第１の間隙幅Ｗ１又は第２の間隙幅Ｗ２のうち小さい方で割った値は、１．０より大きく、かつ１．１より小さいか又はこれと等しくなり得る（
【数１】
0006484897.tif 000002
）。第１の間隙幅Ｗ１又は第２の間隙幅Ｗ２のうち大きい方を、第１の間隙幅Ｗ１又は第２の間隙幅Ｗ２のうち小さい方で割った値は、１．１より大きいか又はこれに等しく、かつ１．５より小さいか又はこれと等しくなり得る（
【数２】
0006484897.tif 000003
）。第１の間隙幅Ｗ１と第２の間隙幅Ｗ２との差は、１つの態様では０ｎｍと３０ｎｍとの間、別の態様では２５ｎｍと５０ｎｍとの間、又は別の態様では６０ｎｍより小さくなり得る。
【００６４】
実際のワイヤグリッド偏光子における間隙幅の測定は、図面上の測定ほど正確ではない場合がある。その理由は、複数のワイヤ又は複数のリブは、一方に傾き得るので、上端から下端までの幅が変化し得るからである。従って、間隙幅がこれらの要件に含まれるかどうかを判断すべく、どこを測定すべきかという問題がある場合には、複数のワイヤ１２の基部１２ｂで測定する。
【００６５】
［全ての実施形態の一般的な情報］
【００６６】
２０１１年１２月１５日に出願された米国特許出願第１３／３２６，５６６号、米国特許第７，５７０，４２４号、及び同第７，９６１，３９３号は、それらの全体を参照によって本明細書に組み込まれたものとし、光を２つの反対の偏光状態に分離するための、可能性のある複数の基板材料、複数の吸収性誘電体材料及び複数の透過性誘電体材料を含む複数の誘電体材料、並びに複数の反射性材料に関する複数の例を提供する。また、複数の反射性材料は、所望のレベルの伝導性を実現すべくドープされた半導体材料、又は複数の特定の形態の炭素など他の複数のタイプの導体で作成され得る。
【００６７】
本明細書で説明された複数のワイヤグリッド偏光子は、比較的大きいワイヤ１２及び／又はサイドバー４２のアスペクト比（ワイヤ厚をワイヤ幅で割った値、つまりＴ１２／Ｗ１２、又はサイドバー厚をサイドバー幅で割った値）で作成され得るワイヤ１２の大きいアスペクト比は、（最終的なワイヤ幅Ｗ１２に近似し得る）材料層１１２の幅Ｗ１１２に対して比較的高さがある複数のサポートリブ１３を形成することによって実現され得る。モデリングにより、所望の偏光波長及び全体的なワイヤグリッド偏光子設計に応じて、１つの態様では８と６０との間、別の態様では４と７との間、又は別の態様では３と８との間のワイヤ１２、及び／又はサイドバーのアスペクト比で、良好な偏光特性が示された。モデリングにより、いくつかの紫外線波長の偏光では、５ｎｍと２０ｎｍとの間のワイヤ幅Ｗ１２で、良好な偏光特性が示された。モデリングにより、所望の偏光波長に応じて、１つの態様では５０ｎｍと１００ｎｍとの間、別の態様では９０ｎｍと１６０ｎｍとの間、又は別の態様では１５０ｎｍと３００ｎｍとの間のワイヤ厚Ｔ１２で良好な偏光特性が示された。モデリングにより、最適な第１のリブ厚Ｔ１４は波長に依存することが示された。
【００６８】
リソグラフィ技術は、可能な最小ピッチを制限し得る。リソグラフィ技術は、複数のサポートリブ１３のピッチを提供し得るが、２つのワイヤはサポートリブ毎に形成され得るので、実質的にピッチを半分に区切る。この小さいピッチで、より効果的な偏光が可能になり得て、また低波長側での偏光が可能になり得る。
（項目１）
（ａ）基板表面の上に配置された互いに平行な細長い複数のナノ構造のアレイであって、上記複数のナノ構造のそれぞれは、
（ｉ）上記基板の上記表面の上に配置された第１のリブと、
（ｉｉ）それぞれが互いに対して側面で向き合わされ、上記第１のリブの上に配置された、互いに平行な細長い複数のワイヤの組と、
（ｉｉｉ）上記複数のワイヤの組の間の第１の間隙とを含み、
（ｉｖ）上記複数のワイヤの組のそれぞれのワイヤは、上記基板の上記表面に実質的に直交する２つの相対する側面を有する、
複数のナノ構造のアレイと、
（ｂ）隣接する複数の第１のリブの間に配置された第２の間隙を含む複数の第２の間隙と、
（ｃ）透過性を有する上記基板とを、
備える、ワイヤグリッド偏光子。
（項目２）
それぞれが互いに対して側面で向き合わされ、それぞれのワイヤのそれぞれの側面に沿って配置され、これと接するサイドバーを含む、互いに平行な細長い複数のサイドバーの組をさらに備える、
項目１に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目３）
（ａ）上記第１のリブ、上記複数のワイヤの組、又は上記複数のサイドバーの組のうち少なくとも１つは吸収性を有し、
（ｂ）上記第１のリブ、上記複数のワイヤの組、又は上記複数のサイドバーの組のうち少なくとも１つは反射性を有する、
項目２に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目４）
上記複数のワイヤの組の間の上記第１のリブの上方に配置され、上記第１の間隙に部分的に延在するサポートリブをさらに備える、
項目１に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目５）
サポートリブ厚は、ワイヤ厚の５％と３５％との間である、
項目４に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目６）
上記第１のリブの複数の外縁において、上記第１のリブの上に配置された互いに平行な細長い複数の第２のリブの組をさらに備え、
上記複数のワイヤの組のそれぞれのワイヤは、異なる第２のリブの上に配置され、上記第１の間隙は、上記複数のワイヤの組の間から、上記複数の第２のリブの組の間に至るまで延在する、
項目１に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目７）
それぞれが互いに対して側面で向き合わされて、それぞれのワイヤのそれぞれの側面に沿って配置され、これと接し、かつそれぞれの第２のリブの２つの相対する側面のそれぞれに沿って配置され、これと接するサイドバーを含む、互いに平行な細長い複数のサイドバーの組をさらに備える、
項目６に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目８）
（ａ）上記複数の第２のリブの組、上記第１のリブ、上記複数のワイヤの組、又は上記複数のサイドバーの組のうち少なくとも１つは吸収性を有し、
（ｂ）上記複数の第２のリブの組、上記第１のリブ、上記複数のワイヤの組、又は上記複数のサイドバーの組のうち少なくとも１つは反射性を有する、
項目７に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目９）
複数の上記第１の間隙及び上記複数の第２の間隙は、固形物のない複数の間隙である、
項目１に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目１０）
複数の上記第１の間隙及び上記複数の第２の間隙に配置された充填材料をさらに備える、
項目１に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目１１）
間隙の充填材料は、隣接する間隙の充填材料から分離している、
項目１０に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目１２）
上記充填材料は吸収性を有する、
項目１１に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目１３）
第１の間隙幅は、第２の間隙幅と実質的に等しい、
項目１に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目１４）
第１の間隙幅又は第２の間隙幅の大きい方を、上記第１の間隙幅又は上記第２の間隙幅の小さい方で割った値が、１．０より大きく、かつ１．１より小さいか又はこれと等しい、
項目１に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目１５）
第１の間隙幅又は第２の間隙幅の大きい方を、上記第１の間隙幅又は上記第２の間隙幅の小さい方で割った値が、１．１より大きいか又はこれと等しく、かつ１．５より小さいか又はこれと等しい、
項目１に記載のワイヤグリッド偏光子。
（項目１６）
ワイヤグリッド偏光子を作成する方法であって、上記方法は次の複数の段階、つまり、
（ａ）基板の上に配置された互いに平行な細長い複数のサポートリブのアレイを有し、上記複数のサポートリブの間には固形物のない複数のサポートリブ間隙を有し、入射光に対して十分に透過性を有する上記基板を提供する段階と、
（ｂ）上記基板及び上記複数のサポートリブを、材料層でコンフォーマルコーティングするとともに、上記複数のサポートリブの間に上記複数のサポートリブ間隙を保持する段階と、
（ｃ）上記材料層をエッチングして複数の水平部分を取り除き、上記複数のサポートリブの複数の側面に沿って、ワイヤがサポートリブのそれぞれの側面に沿って配置されたそれぞれの上記サポートリブ用の複数のワイヤの組を含む、互いに平行な細長い複数のワイヤのアレイを残す段階と、
（ｄ）上記複数のワイヤをマスクに用いて、上記複数のワイヤの組の２つのワイヤの間の上記複数のサポートリブと、複数のワイヤの隣接する複数の組の間の上記基板とをエッチングして、
（ｉ）複数のワイヤのそれぞれの組が単一の第１のリブの上に配置された、互いに平行な細長い複数の第１のリブのアレイと、
（ｉｉ）上記複数のワイヤの組の間の第１の間隙と、
（ｉｉｉ）隣接する複数の第１のリブの間に配置された第２の間隙を含む複数の第２の間隙とを、
形成する段階とを、
順番に備える方法。
（項目１７）
上記複数のサポートリブをエッチングする段階は、上記複数のワイヤの間の複数の第１の間隙に上記複数のサポートリブの一部が残るように、上記複数のサポートリブの一部だけをエッチングする段階を含む、
項目１６に記載の方法。
（項目１８）
上記複数のサポートリブをエッチングする段階は、上記複数のサポートリブの全体をエッチングして、上記複数のワイヤの組の間で、実質的に上記複数のワイヤの基部と上記複数の第１のリブの上端とにおいて、上記エッチングを停止する段階を含む、
項目１６に記載の方法。
（項目１９）
上記複数のサポートリブをエッチングする段階は、上記複数のサポートリブの全体を実質的にエッチングし、次にそれぞれの複数のワイヤの組の２つのワイヤの間の上記複数の第１のリブをエッチングして、上記複数の第１のリブのそれぞれの複数の外縁の上及びそこに配置された互いに平行な細長い複数の第２のリブの組を形成し、ワイヤはそれぞれの第２のリブの上に配置される段階を含む、
項目１６に記載の方法。
（項目２０）
（ａ）上記複数のワイヤ、上記複数の第１のリブ、及び上記基板の複数の露出部分を、第２の材料層でコンフォーマルコーティングするとともに、上記複数のワイヤの組の間に上記第１の間隙を、また隣接する複数の第１のリブの間に上記複数の第２の間隙を保持する段階と、
（ｂ）上記第２の材料層をエッチングして複数の水平部分を取り除き、互いに平行な細長い複数のサイドバーのアレイを残す段階とを、
さらに備える、
項目１６に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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