(57)【要約】  本発明は、回折構造を製造するためのマスタープレートの製造方法と、当該マスタープレートとに関する。この方法は、選択的なエッチ層の積層体を含む基板を提供することと、前記基板上にエッチマスク層を提供することとを含む。さらに、この方法は、前記マスク層の異なるマスクゾーンで前記基板をマスクゾーン毎に露出させることで多工程エッチングプロセスにより前記基板をエッチングし、前記選択的なエッチ層を用いて前記基板の横方向の寸法におけるマスクゾーン及び高さ方向の寸法における積層で規定された、高さ調整された表面プロファイルを前記基板に製造することと、最終的に、高さ調整が前記基板の前記表面プロファイルによって少なくとも部分的に規定される高さ調整されたマスター回折格子を、前記表面プロファイル上に提供することとを含む。【選択図】図１Ｇ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回折構造を製造するためのマスタープレートの製造方法であって、
選択的なエッチ層の積層体を含む基板を提供すること、
前記基板上にエッチマスク層を提供すること、
前記マスク層の異なるマスクゾーンで前記基板をマスクゾーン毎に露出させることで多工程エッチングプロセスにより前記基板をエッチングし、前記選択的なエッチ層を用いて、前記基板の横方向の寸法におけるマスクゾーン及び高さ方向の寸法における積層で規定された、高さ調整された表面プロファイルを前記基板に製造すること、及び
高さ調整が前記基板の前記表面プロファイルによって少なくとも部分的に規定される高さ調整されたマスター回折格子を、前記表面プロファイル上に提供すること、を含む方法。
【請求項２】
前記エッチマスク層が前記基板の表面から測定された厚さが異なる複数のマスクゾーンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板の前記段階的な露出が、前記基板が少なくとも一つのマスクゾーンで露出するまで前記マスク層を均一に薄くすることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記基板の前記段階的な露出が、前記基板が少なくとも一つのマスクゾーンで露出するまで、１又は複数の工程により前記マスク層を局所的に薄くすることを含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記基板の前記段階的な露出が、前記基板が少なくとも一つのマスクゾーンで露出するまで、前記マスク層の各領域についてのリソグラフィ工程を繰り返すことを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記多工程エッチングプロセスが、前記基板の連続するエッチ層ペアそれぞれについて、
前記基板が露出している前記マスク層の領域において選択的エッチングによって上側エッチ層を除去すること、
前記上側エッチ層が除去された複数の領域において選択的エッチングによって下側エッチ層を除去すること、及び
所望により、前記基板を別のマスクゾーンの領域で露出させること、を含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記下側エッチ層を除去することと前記マスク層を均一に薄くすることとが、単一のエッチング段階で少なくとも部分的に同時に実行される、請求項３及び請求項６に記載の方法。
【請求項８】
選択的なエッチ層の前記積層体が、第一の厚さを有する下側調整層と前記調整層の上に配置された上側エッチストップ層とを含む選択的なエッチ層ペアの積層体を含み、これらの層の前記第一及び第二の厚さが共に前記表面プロファイルの高さ調整を規定する、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第二の厚さが前記第一の厚さより小さい、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記積層体が少なくとも三つのエッチ層ペア、例えば、少なくとも五つのエッチ層ペアを含み、前記エッチマスク層が異なる高さを有する少なくともそれに対応する数のマスクゾーンを含む、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
高さ調整されたマスター回折格子を提供することが、
前記表面プロファイルが覆われるように前記基板を平坦な被覆層で被覆すること、
前記基板上に前記高さ調整されたマスター回折格子を生成するために、周期的なパターンに従って前記被覆層のゾーンを除去すること、例えば異方性エッチングによって除去すること、を含む、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記マスター回折格子がさらにフィルファクタ（ｆｉｌｌ  ｆａｃｔｏｒ）調整される、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記エッチマスク層が、
前記基板をエッチング可能な均一のマスク層で被覆し、その上にマスクゾーンを微細加工法、例えば、エンボス加工又はグレースケールエッチングなどのエッチングによってパターン形成することによって、又は、
エッチング可能な材料を例えば印刷により付与することで、前記基板上に前記マスクゾーンを設けることによって、設けられる、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
１ｃｍ２以上、例えば、２〜５００ｃｍ２の横方向面積を有するマスタープレートが製造され、前記マスター回折格子の周期が１０μｍ以下、とりわけ１μｍ以下、例えば、２００〜８００ｎｍである、請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
回折構造を製造するためのマスタープレートであって、
基板と、
前記基板上に製造されたマスター回折格子とを含み、
前記基板が選択的にエッチング可能な層の積層体を含み、高さ特性が前記エッチング可能な層の厚さによって決定される表面プロファイルを備え、
前記マスター回折格子の前記高さ特性が少なくとも部分的には前記基板の前記表面プロファイルによって規定される、マスタープレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学目的のためのマイクロ及びナノ構造の製造に関する。特に、本発明は、ニアトゥアイディスプレイなどのディスプレイ用途で使用できる光学回折格子を製造するためのマスタープレートの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニアトゥアイディスプレイ（ＮＥＤ）及びヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）は、通常、可視像を生成する回折格子を含む。回折格子は像源から得た像を光導波路に結合する入力結合回折格子として、ユーザのために最終的な可視像を生成する出力結合回折格子として、またディスプレイ射出瞳のサイズを増加させる射出瞳エクスパンダ（ＥＰＥ）として必要である。
【０００３】
回折格子の品質及び特性が、結果として得られる像の品質を決定する。明確で一貫した回折格子ラインを有する上に、先進的な用途においては回折格子の回折効率を局所的に制御できる能力があることが望ましい。これは回折格子ラインの高さ又は回折格子内のフィルファクタ（ｆｉｌｌ  ｆａｃｔｏｒ）を変更することで、すなわち、高さ又はフィルファクタ調整を用いることで達成できる。最大の可能な効率調整範囲を達成するには、高さとフィルファクタの両方を調整すべきである。したがって、回折効率が自由に制御可能で大量生産に適用可能なロバストでコスト効率が高い回折格子の製造方法が必要である。
【０００４】
直接リソグラフィ及びエッチプロセスは、とりわけ回折格子の各フィーチャ、すなわち、リッジ及び溝が広い表面領域にわたっていくつかのアスペクト比と深さとを含む場合に、縦寸法での高い正確度を提供するように調整することが極めて困難である。これらの方法を高さ調整と組み合わせて使用してフィーチャの垂直の側壁を完璧に達成することも困難である。一方、スタンピング技法は高品質のマスタープレートと前記マスタープレートを用いて製造されたスタンプとを必要とし、そのことによって、主要な課題はマスターの製造である。
【０００５】
高さ調整された構造の製造は、一般的に、一つの高さが一つの周期内で定義される製造周期を繰り返すことで実行される。これは高精度のアライメントによる数回の露光を必要とする。例えば、Ｃ．  Ｄａｖｉｄ，  “Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｔａｉｒ−ｃａｓｅ  ｐｒｏｆｉｌｅｓ  ｗｉｔｈ  ｈｉｇｈ  ａｓｐｅｃｔ  ｒａｔｉｏｓ  ｆｏｒ  ｂｌａｚｅｄ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ”，  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  ５３  （２０００）を参照されたい。この方法は複雑であるため、歩留まりは低い。さらに、重ね合わせ露光は横方向の配置のナノメートルレベルでの正確度を必要とし、最適位置から少しでも逸脱していると光学性能の損失を引き起こす。
【０００６】
要約すると、回折格子の工業規模の大量生産において高品質の高さ調整及びフィルファクタ調整、とりわけ、それらの組み合わせを提供することは、目下の課題であり、この目的のための改良型ツール及び方法が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の問題の少なくともいくつかを解決し、高品質の光学回折格子の製造を支援するソリューションを提供することが本発明の目的である。具体的な目的は大量生産に適した方法ソリューションを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、スタンピング技法で用いる、マスタープレートがその上に製造される基板の特性によって高さ調整が極めて高い正確度で制御されるマスタープレートを製造するという考え方に基づく。所望の表面プロファイル、すなわち、高さ調整パターンが達成されるようにエッチングプロセスを支援するための、選択的にエッチング可能な層構造とマスク層とを有する基板が提供される。マスタープレートの最終的な回折格子構造が、その高さ調整特性が表面プロファイルに基づくように、基板の表面プロファイル上に製造される。
【０００９】
したがって、本発明は、回折構造を製造するためのマスタープレートの製造方法であって、
選択的なエッチ層の積層体を含む基板を提供すること、
前記基板上にエッチマスク層を提供すること、
前記マスク層の異なるマスクゾーンで前記基板をマスクゾーン毎に露出させることで多工程エッチングプロセスにより前記基板をエッチングし、前記マスクゾーン及び前記選択的なエッチ層を用いて、前記マスクゾーン及び前記選択的なエッチ層に応じて、高さ調整された表面プロファイルを前記基板に製造すること、及び
高さ調整が前記基板の前記表面プロファイルによって最後に部分的に規定される高さ調整されたマスター回折格子を、前記表面プロファイル上に提供すること、を含む方法を提供する。
【００１０】
特に、多工程エッチングプロセスの結果として、基板の表面プロファイルはマスクゾーンの横方向特性及び選択的なエッチ層の高さ特性を採用する。すなわち、表面プロファイルは複数のマスクゾーンの横方向の配置によって横方向の寸法で規定される一方で、高さ方向の寸法において高さレベルは積層体、すなわち、選択的なエッチ層の厚さ特性によって決定される。
【００１１】
また、本発明は、回折構造を製造するためのマスタープレートを提供する。このプレートは基板と前記基板上に製造されるマスター回折格子とを含む。基板は選択的なエッチング可能な層の積層体を含み、高さ特性がエッチング可能な層ペアの厚さによって決定される表面プロファイルを備えている。さらに、マスター回折格子の高さ特性は少なくとも部分的に基板の表面プロファイルによって規定される。
【００１２】
より具体的には、本発明は独立請求項に記載の内容によって特徴付けられる。
【００１３】
本発明はいくつかの重要な利益を提供する。
【００１４】
まず、高さはナノメートルスケールの正確度で製造できる多層基板によって決定されるため、本発明を用いた調整高さ制御は極めて正確度が高い。市販されている、又は堆積によってプロセスの一部として製造されるエッチング可能な積層体を用いて、広い表面領域にわたって１０ｎｍ以下の精度が達成可能である。これは、例えば、回折効率を制御する上で重要な側面である。
【００１５】
また、本発明は、極めてロバストである。基板上にマスク層を製造する処理又は基板のマスク層のマスクゾーンを除去することで基板を段階的に露出させる処理は例外的に高い高さ正確度を要するものではない。他方、マスク層のマスクゾーン及び結果として得られるインプリントマスターは、調整高さの範囲と比べて横方向に通常少なくとも二桁大きい寸法を有し、それによって横方向の高い正確度は必要とされない。
【００１６】
本発明はフィルファクタ調整と完全に両立する。結果として得られるマスター回折格子のフィルファクタは表面プロファイルを形成した基板上にマスター回折格子が製造されるまさに最後の工程で決定される。この目的のために、例えば、高精度基板と相まって極めて高品質の被調整プレートを提供するリソグラフィ製造方法が利用可能である。
【００１７】
要約すると、本発明は、回折効率制御のために回折格子のフィルファクタと構造高さとを同時に組み合わせることができ、インプリントマスター製造、したがって、スタンピング又は成型技法による回折格子の大量生産に適している。特に、本発明は、高さ調整を充分に確立した後に初めて回折格子構造が製造されるので、横方向の配置正確度の極めて高い要件を必要とすることなく垂直方向の回折格子調整を可能にするのに適している。
【００１８】
従属請求項は、本発明の選択された実施形態を対象とする。
【００１９】
いくつかの実施形態では、エッチマスク層は基板表面から測定された異なる厚さを有する複数のマスクゾーンを含む。この場合、マスク層は基板の各ゾーンがエッチングのために露出される順序を決定するだけである。最も低い高さが最初に消耗し、最も高い高さが最後に露出される。
【００２０】
いくつかの実施形態では、多工程エッチングプロセスは、基板の連続するエッチ層ペアごとに、選択的エッチングによって基板を露出させるマスク層の各領域での選択的エッチングによって上側エッチ層を除去することと、その後、上側エッチ層が除去された各領域で選択的エッチングによって下側エッチ層を除去することとを含む。マスク層は、マスク層の別の領域で基板が露出されるまで、均一に、又は局所的な処理によって薄くされる。マスク層の薄化は、下側エッチ層の除去と同時のエッチングによって実行できる。あるいは、これらの工程は、マスク層と積層体の下側エッチ層との間のエッチングの選択性が有利になる連続的な工程として実行できる。リソグラフィ薄化方法も可能であり、とりわけ、基板を局所的に露出させるためのマスク層の各セグメントに対するリソグラフィ工程を繰り返すリソグラフィ薄化方法が可能である。
【００２１】
いくつかの実施形態では、基板は、異なる選択性を備えた複数の層が積層体内で交互に入れ替わるように構成された複数の選択的なエッチ層ペアを含む。各対は、第一の厚さを有する下側調整層と、調整層上に配置され、第一の厚さより小さい第二の厚さを有する上側エッチストップ層とを含み、層の第一及び第二の厚さは、共に表面プロファイルの高さ調整を規定する。異なる対は、所望の調整に応じて、同じ又は異なる層の厚さを有していてもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、積層体は、少なくとも三つのエッチ層ペアを含み、エッチマスク層は、異なる高さを有する少なくともそれに対応する数のマスクゾーンを含む。したがって、三工程の調整を生成できる。いくつかの実施形態では、少なくとも五つのエッチ層ペアがある。
【００２３】
いくつかの実施形態では、高さ調整されたマスター回折格子は、基板の表面プロファイルを平坦な被覆層で被覆することと、基板上に高さ調整されたマスター回折格子を製造するために周期的なパターンに従って被覆層のゾーンを除去することと、によって提供される。除去は、例えば、異方性エッチング、とりわけドライエッチングを含んでいてもよく、又はレジストへの直接リソグラフィ工程として実行される。
【００２４】
いくつかの実施形態では、基板の表面プロファイル作成によって高さ調整を提供することに加えて、この方法は、マスター回折格子をフィルファクタ調整することを含む。
【００２５】
いくつかの実施形態では、エッチマスク層は、基板をエッチング可能な均一のマスク層で被覆し、その上にマスクゾーンを微細加工法、例えば、エンボス加工又はグレースケールエッチングなどのエッチングによってパターン形成することによって提供される。あるいは、エッチマスク層は、エッチング可能な材料を例えば印刷により付与することによって、高さプロファイルを用いて直接製造することができる。
【００２６】
通常の光学用途、とりわけウェアラブルディスプレイの用途では、マスタープレートの所要面積は少なくとも１ｃｍ２、例えば２〜５００ｃｍ２であり、本発明のプロセスで容易に達成可能である。マスター回折格子の周期は、通常、１０μｍ以下、とりわけ１μｍ以下、例えば２００〜８００ｎｍである。
【００２７】
次に、本発明の実施形態及びその利点を、添付図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の一実施形態による例示的な製造工程の断面側面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは本発明の一実施形態による例示的な製造工程の断面側面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは本発明の一実施形態による例示的な製造工程の断面側面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは本発明の一実施形態による例示的な製造工程の断面側面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは本発明の一実施形態による例示的な製造工程の断面側面図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは本発明の一実施形態による例示的な製造工程の断面側面図である。
【図１Ｇ】図１Ｇは本発明の一実施形態による例示的な製造工程の断面側面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、バイナリ１Ｄ回折格子の第一の透過次数の回折効率が回折格子高さの関数として変化する様子の例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、１Ｄ回折格子の第一の透過次数の回折効率が回折格子フィルファクタの関数として変化する様子の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本明細書で「横方向の」という用語は、基板表面の平面に平行な各寸法、すなわち基板表面に沿った各方向を指す。「高さ」及び「厚さ」は、横方向の各寸法を横断する寸法を指す。「表面プロファイル」は、一方又は両方の横方向の寸法における表面の高さの変化を意味する。一次元及び二次元の両方の表面プロファイル、したがって回折格子の一次又は二次回折効率調整は、本方法を用いて生成することができる。
【００３０】
「マスクゾーン」は、基板をマスクゾーン毎に露出させるために、本発明のプロセス中に処理されるマスク層の横方向領域である。マスクゾーンは、基板の異なる領域がエッチングされる次数、したがって、表面プロファイルを決定する。
【００３１】
図１Ａは、ベース層１１と、ベース層１１上に重畳された積層体１２とを含む基板１０を示す図である。積層体１２は、この例示的なケースでは、交互に配置されたエッチ層１２Ａ〜Ｃとエッチストップ層１４Ａ〜Ｃとの三つペアを含む。層ペアは、最終的な回折格子の所望の高さ調整特性に対応する厚さを有する。すなわち、以下に詳述するように、エッチ層及びエッチストップ層は、共に、可能な断面調整ステップ高さを規定する。当該対は等しいか又は異なる厚さを有していてもよい。
【００３２】
一般的に、積層体１２は、層ごとに選択的にエッチングできる複数の異なる材料の層を含んでいてもよい。言い換えれば、積層体１２は複数の異なる材料を含み、それらは後続のエッチプロセスで逆向きの選択性を有する。話を分かりやすくするために、本明細書では二層プロセスを図示して説明する。所望の数のそのような層ペアを積層体に組み込むことができる。
【００３３】
積層体１２は、例えば、選択的エッチングに適した材料の組み合わせを用いて、化学気相成長法（ＣＶＤ）、原子層堆積法（ＡＬＤ）又は物理気相成長法（ＰＶＤ）などの堆積技法によって製造できる。実際には、周知の層厚を備えた既製の積層体を使用することができる。あるいは、本発明のプロセスの準備部分として積層体を製造することができる。
【００３４】
積層体１２の上には、複数の、この例では五つのマスクゾーンＳ１〜Ｓ５を有するエッチマスク層１６がある。マスクゾーンＳ１〜Ｓ５の少なくとも一部は、互いに異なる高さｈｓ２〜ｈｓ５を有する。以下に詳述するように、高さは多工程エッチングプロセスの要件に従って選択される。マスクゾーンＳ１〜Ｓ５の幅、又は高さ調整パターンで二次元セグメンテーションが望まれる場合、マスクゾーンＳ１〜Ｓ５の一般的な横方向形状が、最終製品の所望の横方向セグメンテーション特性に従って選択される。
【００３５】
マスク層１６は、例えば、必要な高さ調整を提供することができるいずれかの被覆又は堆積方法を用いて提供されるグレースケールエッチマスクであってもよい。代替方法の例としては、光リソグラフィ、電子線リソグラフィ及びインプリンティングが挙げられる。マスクは、垂直、すなわち高さ分解能の比較的低いものであってもよい。
【００３６】
なお、実際には、マスクゾーンの横方向の寸法は垂直調整の寸法よりもはるかに大きいが、図面では見やすくするためにこれとは異なる寸法で示している。
【００３７】
図１Ｂに示すように、最上部のエッチストップ層１４Ｃは、マスク層１６によって露出される領域（本明細書ではマスクゾーンＳ４）が露出している。マスク層１６が最初に積層体（１２）のいずれの領域も露出させない場合、積層体１２の表面が露出するまで、初めにマスク層１６を均一にエッチングできる。
【００３８】
次に、図１Ｃに示すように、下層である調整層１２Ｃは、マスク層１６を同時にエッチングしながら次のエッチストップ層１４Ｂのレベルまでエッチングされる。ここで注意すべきことは、エッチストップ層１４Ａ〜Ｃが存在するために、マスク層１６の垂直解像度を非常に高い正確度で規定する必要はないという点である。これによって、各高さ面を確実に定着させるためのプロセス内の大きい安全マージンが確保される。１つのエッチ周期後の終了状態を図１Ｄに示す。
【００３９】
好ましい一実施形態では、マスク層１６の次の１又は複数のマスクゾーン（本明細書ではゾーンＳ３）は、調整層１２Ｃの底部に達する前に完全にエッチングされる。これで、プロセスの次工程が成功するようにそれぞれのマスクゾーンのエッチストップ層が正確に露出されることが確実になる。
【００４０】
所望のように全ての層がエッチングされるまで、二工程エッチサイクルが繰り返される。図１Ｅは、エッチマスク層１６が「消費」され、その高さ調整が、その層構造によって規定される積層体１２の表面プロファイルに転写された場合を示す図である。
【００４１】
次いで、図１Ｆに示すように、平坦化層１８がプロファイルを充填するようにプロファイルを作成した基板上に追加される。平坦化層１８は、例えばレジスト層、スピンオングラス層、又はスピンオンカーボン層であってもよい
【００４２】
最後に、平坦化層１８は、光学回折スケールのフィーチャの横方向寸法を備えた周期的構造を生成できる適当なリソグラフィ法及び／又はエッチングによって、高さ調整された回折格子１８’に変換される。これを図１Ｇに示す。この場合の例では、回折格子のフィルファクタは一定である。
【００４３】
いくつかの実施形態では、回折格子のフィルファクタもまたこの段階で調整される。したがって、溝及びリッジは、回折格子全体で同じ幅でなくてもよく、回折効率をさらに変化させるように異なっていてもよい。
【００４４】
いくつかの実施形態では、高さ調整、また所望によりフィルファクタ調整に加えて、回折格子の周期が調整される。
【００４５】
いくつかの可能性を挙げるならば、横方向調整の生成に好適なリソグラフィ方法は、光リソグラフィ、電子線リソグラフィ及びエッチングを含む。インプリントを使用することも可能で、それによって図１Ｆの被覆工程を省略できる。
【００４６】
上記の方法は、垂直な側壁を製造することが困難な直接グレースケールリソグラフィと比べて、高解像度垂直フィーチャ及び側壁プロファイルの制御を改善することができる。
【００４７】
本発明の方法はバイナリプロファイルに限定されないことに注意すべきである。したがって、プロファイルは、傾斜／バイナリ混合などであってもよい。そのようなプロファイルは、例えば、プロセスの適当な工程において適当な傾斜グレースケールエッチプロファイルを使用することによって達成できる。
【００４８】
また、最初の高さ調整は正であってもよく負であってもよい。
【００４９】
マスター回折格子の周期は、通常、マスクゾーンの最小の横方向の寸法の何分の一かである。例えば、最終製品中の回折効率セグメントを決定するマスクゾーンは０．５ｍｍ以上の寸法を有していてもよいが、回折格子周期は、通常、１０μｍ以下、とりわけ１μｍ以下、例えば２００〜８００ｎｍである。
【００５０】
本発明の構造の好適な材料の組み合わせの例を一つ挙げると、マスク層はフォトレジストからなっていてもよく、エッチストップ層はＳｉＯ２（例えば、ＰＶＤ又はＣＶＤを用いて適用できる）からなり、調整層はアルミニウム（例えば、ＰＶＤを用いて適用できる）からなっていてもよく、平坦化層及び回折格子層は電子線リソグラフィレジストからなっていてもよく、基板はシリコン基板であってもよい。
【００５１】
本発明のマスタープレートは、様々なニーズに合わせて横方向に一定でない回折効率を有する回折光学素子を製造するために使用できる。特に、このプレートは、例えばＮＥＤ又はＨＵＤ用の通常１ｃｍ２以上の面積を有する大型素子を製造するために使用できる。可変回折効率は、スマートグラス、仮想現実及び拡張現実ディスプレイなどの回折光導波路ディスプレイの入力結合回折格子、射出瞳エクスパンダ及び／又は出力結合回折格子における利点を提供する。
【００５２】
本発明の方法を用いて製造されたマスタープレートは、回折格子の製造技術分野で本質的に周知のスタンピングプロセスに使用できる。
【００５３】
図２Ａ及び図２Ｂは、高さ及びフィルファクタ調整を使用して、誘電体バイナリ回折格子の第一の透過次数の回折効率を調整する方法を示す図である。フーリエモード法（厳密結合波分析としても知られる）を用いて数値的結果が得られた。バイナリ回折格子は、空気と２．０の屈折率を有するガラス基板との界面に存在し、回折格子周期は５００ｎｍ、フィルファクタは０．５であり、回折格子は基板と同一の材料で製造されている。回折格子は、法線入射時に４５０ｎｍの自由空間波長を備えた平面波で照明される。横電界（ＴＥ）及び横磁界（ＴＭ）偏波の両方について結果が示されている。図２Ａで回折格子フィルファクタは０．５であり、図２Ｂで回折格子高さは２５０ｎｍである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００５４】
Ｃ．  Ｄａｖｉｄ，  “Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｔａｉｒ−ｃａｓｅ  ｐｒｏｆｉｌｅｓ  ｗｉｔｈ  ｈｉｇｈ  ａｓｐｅｃｔ  ｒａｔｉｏｓ  ｆｏｒ  ｂｌａｚｅｄ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ”，  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  ５３  （２０００）
【図１Ａ】
2020522025.tif 000003
【図１Ｂ】
2020522025.tif 000004
【図１Ｃ】
2020522025.tif 000005
【図１Ｄ】
2020522025.tif 000006
【図１Ｅ】
2020522025.tif 000007
【図１Ｆ】
2020522025.tif 000008
【図１Ｇ】
2020522025.tif 000009
【図２Ａ】
2020522025.tif 000010
【図２Ｂ】
2020522025.tif 000011
【国際調査報告】
2020522025.tif 000012
2020522025.tif 000013
2020522025.tif 000014
2020522025.tif 000015