[发明专利]使用暂时及永久接合的多层堆叠光学元件

说明书

此处系统及方法相关于使用硅晶圆、玻璃、或如基板的装置来形成光学装置，所述光学装置包含堆叠的光学元件层。可在暂时或永久基板上制造此处所讨论的光学元件。在一些范例中，制造光学装置以包含透明基板或装置，所述装置包含电荷耦合装置(CCD)、或互补式金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器、发光二极管(LED)、微LED(uLED)显示器、有机发光二极管(OLED)或垂直腔表面发光激光器(VCSEL)。光学元件可在光学元件层之间形成夹层，夹层的厚度范围可为1nm至3mm。

技术领域

本公开的实施例一般相关于光学装置及制造光学元件装置的系统及方法。

背景技术

可在透明基板的一侧或两侧上图案化新颖的光学装置(包含超表面)且赋予许多光学装置可能性。然而，传统处理技术(包含光学光刻)需要玻璃基板的最小厚度，且对多数感兴趣的光学装置而言，该厚度限制并非商业上可行的。在制造基板前后表面上皆具有元件的光学装置时，基板最小厚度限制了用于随后薄化基板的处理选项。

在玻璃基板上制造新颖光学装置存在许多待解决的问题，包含自基板至光刻工具吸盘的金属污染、处理破损、玻璃透明度、光刻工具中的计量效能、以及其他因素。针对多种光学应用，在光学装置中使用多层的光学元件以修正偏差。使用多个光学元件层可包含玻璃基板背侧上的图案化以形成双叠体(doublet)。可实现接合双叠体至另一玻璃基板以形成三叠体(triplet)等。此为挑战性的处理以进行有效成本而不损坏纳米尺寸的特征。

光学装置制造中的进一步挑战包含光学元件之间的厚度达几个毫米的缓冲层的制造。光学元件及结构制造的传统方法可面临制造问题，包含图案对齐，此可使得制造双面光学元件具有挑战性。

因此，仍有针对改良的光学元件的系统及方法及制造改良光学元件的方法的需求。

发明内容

本公开的实施例一般涉及包含光学元件层的光学装置及形成光学装置的方法。在一个范例中，一种形成光学装置的方法，包含以下步骤：(a)在第一基板上在目标层中形成图案，其中所述图案包含由多个凹槽分开的多个岛部；及(b)在经图案化的目标层的顶部上及在经图案化的目标层中形成的所述多个凹槽中形成低折射率材料，以形成第一光学装置。所述方法可进一步包含以下步骤：(c)藉由重复步骤(a)及(b)多个迭代，在所述第一光学装置上形成光学元件层堆叠。

在另一范例中，一种制造光学元件的方法，包含以下步骤：在第一目标层中形成第一图案，所述第一目标层形成在第一基板上；在第二目标层中形成第二图案，所述第二目标层形成在第二基板上。接着，接合所述第一图案至第三基板的第一侧，所述第三基板由透明材料形成，所述第三基板为约10μm厚至3mm厚。所述方法进一步包含以下步骤：接合第二图案至第三基板的第二侧；自所述第一图案剥离所述第一基板；及自所述第二图案剥离所述第二基板。

在另一范例中，一种形成光学元件的方法，包含以下步骤：藉由使用第一图案主台在第一位置中压印第一目标层来形成第一图案，所述第一目标层形成在透明基板的第一侧上，其中所述透明基板为约10μm厚至约3mm厚。所述方法进一步包含以下步骤：藉由使用第二图案主台在所述透明基板的第二侧上形成的第二目标层上的第二位置中压印第二图案来形成第二图案。在所述第二位置中形成所述第二图案的步骤包含：相关于所述第一图案确定所述第二位置且在所述第二位置中对齐所述第二图案主台。

附图说明

依照可以详细理解本公开上述特征中的方式，可藉由参考实施方式而更具体描述简短总结如上的本公开，其中一些实施方式图示于附图中。然而，注意附图仅图示本公开典型的实施方式，因此不认为限制其范围，因为本公开可允许其他等效实施方式。

图1为根据本公开的实施例的制造光学装置的方法的流程图。

图2A至2I为根据本公开的实施例在光学装置制造期间形成的光学元件结构的横截面的一系列部分示意图。