发明名称 用于微加工结晶材料之蚀刻方法以及由该方法制造之装置
摘要 总体而言,本发明系关于微加工技术。特定而言,本发明系关于一种组合方向性离子蚀刻与非等向性湿蚀刻之方法以及藉该方法制造之装置和结构。本发明特别可应用在矽的微加工上并且提供将结晶平面与垂直乾蚀刻平面组合在同一结构中之构造。
申请公布号 TWI254025 申请公布日期 2006.05.01
申请号 TW093114390 申请日期 2004.05.21
申请人 罗门哈斯电子材料有限公司 发明人 史汀柏格
分类号 B81C1/00 主分类号 B81C1/00
代理机构 代理人 洪武雄 台北市中正区博爱路80号6楼;陈昭诚 台北市中正区博爱路80号6楼
主权项 1.一种微加工结晶基材的方法,包括: 提供一结晶基材; 在基材上以方向性蚀刻形成第一蚀刻中止凹洞; 用罩幕物质涂布第一蚀刻中止凹洞; 非等向性湿蚀刻与第一蚀刻中止凹洞相邻之区域, 俾以提供配置在基材中之沟渠;以及 在形成第一蚀刻中止凹洞之后,以非等向性湿蚀刻 形成第一湿蚀刻凹洞,此第一湿蚀刻凹洞包含一侧 壁,俾以提供一与沟渠进行光通讯之反射面; 其中,第一蚀刻中止凹洞被配置于沟渠与蚀刻中止 凹洞之间。 2.如申请专利范围第1项之微加工结晶基材的方法, 包括: 在基材中以方向性蚀刻形成第二蚀刻中止凹洞; 用一罩幕物质涂布第二蚀刻中止凹洞;且 非等向性湿蚀刻在第一蚀刻中止凹洞与第二蚀刻 中止凹洞之间之区域,俾以在第一蚀刻中止凹洞与 第二蚀刻中止凹洞之间提供第二湿蚀刻凹洞。 3.如申请专利范围第1项或第2项之方法,其中,第一 蚀刻中止凹洞包含:第一侧壁部分,该部分以与沟 渠之纵轴呈非正交角之方式与沟渠相交,以致防止 沟渠之至少一部份楔形终端部分之形成;以及包含 第二侧壁部分,该部分与第一湿蚀刻凹洞相交,以 致防止与蚀刻中止凹洞相邻之第一湿蚀刻凹洞之 至少一部份侧壁之形成。 4.如申请专利范围第1项或第2项中任一项之方法, 其中,基材包含单晶矽。 5.如申请专利范围第1项或第2项中任一项之方法, 其中,第一蚀刻中止凹洞包含一垂直侧壁,俾以提 供光纤停止点。 6.如申请专利范围第1项或第2项中任一项之方法, 其中,第一湿蚀刻凹洞包含一细长的凹洞和包含第 二侧壁部分,该第二侧壁部份以与该细长凹洞之纵 轴呈非正交角之方式与该细长凹洞相交。 7.如申请专利范围第1项或第2项中任一项之方法, 其中,该反射面系基材的结晶平面。 8.如申请专利范围第1项或第2项中任一项之方法, 包含提供一被配置于沟渠内之光纤。 9.一种经微加工之结晶基材,其系藉由申请专利范 围第1项至第8项中任一项之方法制造。 10.一种经微加工之结晶基材,系包含: 一配置于基材内之非等向性蚀刻沟渠; 一配置于基材内之非等向性蚀刻凹洞,该非等向性 蚀刻凹洞包含一侧壁,以提供一与上述沟渠可进行 光通讯之反射面;以及 一方向性蚀刻而成之蚀刻中止凹洞,该蚀刻中止洞 包含: 第一侧壁部分,该部份以与上述沟渠之纵轴呈非直 角之方式相交于该沟渠,以致该沟渠之楔形终端部 分之至少一部份缺失;以及第二侧壁部分,该部份 与上述非等向性蚀刻凹洞相交,以致与该蚀刻中止 凹洞相邻之非等向性蚀刻凹洞侧壁之至少一部份 缺失。 图式简单说明: 第1图系说明在基材上表面上提供之V形沟渠之上 视图,其中V形沟渠包含两终端,该二终端包含楔形 终端部分。 第2A图至第2D图系基材之上视图,说明根据本发明 之第一具体实例,在基材上加入特征而开创出具有 V形沟渠及相邻蚀刻中止凹洞之结构时之基材变化 。 第3A图至第3F图和第4A图至第4D图系说明根据本发 明之具有相邻V形沟渠之另一蚀刻中止凹洞构形之 上视图。 第5图系说明根据本发明用以阻止在V形沟渠内形 成楔形终端壁之另一蚀刻中止凹洞构形之上视图 。 第6图系说明根据本发明用以在V形沟渠内提供部 分楔形终端壁之另一蚀刻中止凹洞构形之上视图 。 第7图系说明根据本发明用以阻止在3个与蚀刻中 止凹洞相邻之V形沟渠中形成楔形终端壁之另一蚀 刻中止凹洞构形之上视图。 第8图至第10图系说明根据本发明用于提供光学子 装配体之另一构形之上视图,该构形包含蚀刻中止 凹洞、V形沟渠以及装置支架。 第11图至第16图系说明具有蚀刻中止凹洞及两个或 更多相邻于蚀刻中止凹洞之V形沟渠之另一构形之 上视图。 第17图至第20图系说明根据本发明用于提供光学子 装配体之具有蚀刻中止凹洞、V形沟渠和视情况存 在之V型凹洞之基材之上视图。 第21图至第26图系说明具有两彼此呈90度角之V形沟 渠及位于两V形沟渠相交位置之蚀刻中止凹洞之基 材上上视图。 第27图和第28图系说明具有被配置于两相交V形沟 渠之内部,即凸角所在位置之蚀刻中止凹洞之基材 之上视图。 第29A图至第29D图,第30图、第31图、第32A图至第32B 图和第33图系说明具有蚀刻中止凹洞之基材之上 视图。与截面(29B、29D、30、32B)图,其中该蚀刻中 止凹洞系环绕基材中选定形成非等向性蚀刻特征 之区域。 34图、第35A图、第36图和第37图系说明具有一与V形 凹洞相邻的U形蚀刻中止凹洞之基材之上视图,其 中该V形凹洞在基材上提供雷射支架之位置或提供 保持球形光学元件之位置。 第35B图系第35A图所示基材的截面图。 第38A图和第39A图系说明具有V形沟渠且在V形沟渠 内部配置有蚀刻中止凹洞与光纤停止点之基材之 上视图。 第38B图和第39B图分别为第38A图和第39A图所示基材 的截面图。 第40图系根据本发明之方法用以建立蚀刻中止凹 洞和相邻非等向性蚀刻特征之制程之流程图。 第41图系说明根据本发明用以建立蚀刻中止凹洞 和相邻的非等向性蚀刻特征之另一制程之流程图 。 第42图系说明根据本发明用以建立蚀刻中止凹洞 和相邻非等向性蚀刻特征之另一制程之流程图。 第43图与第44图分别系说明包括V形沟渠及相邻蚀 刻中止凹洞之基材之上视图与截面图。 第45图至第51图系说明根据第41图之流程图说明之 方法于选定加工步骤之基材之截面图。 第52图至第58图系说明根据第42图之流程图说明之 方法于选定加工步骤之基材之截面图。 第59图至第64图系说明根据第43图之流程图说明之 方法于选定加工步骤之基材截面图。 第65A图系说明具有V形沟渠及截短V形凹洞且在彼 等之间具有蚀刻中止凹洞之基材之上视图,其中V 形凹洞提供一反射器表面以供从基材之平面反射 光线以及蚀刻中止凹洞提供一光纤停止点。 第65B图至第65C图分别系说明第65A图之基材但V形沟 渠中配置有光纤者之上视图以及沿着第65B图之AA 线之侧截面图。 第66图系说明为基材之另一构形之上视图,该基材 具有一V形沟渠及一V形凹洞并于彼等之间具有蚀 刻中止凹洞,其中该V形凹洞提供反射器表面以供 从基材之平面反射光线并且蚀刻中止凹洞提供一 光纤停止点。 第67A图系说明具有两V形沟渠并于其间有一蚀刻中 止凹洞之基材之上视图,其中V形沟渠之一提供反 射器表面以供从基材平面反射光线并且蚀刻中止 凹洞提供一光纤停止点。 第67B图系说明第67A图的基材中于V形沟渠之一内配 置有光纤者之上视图。 第68A图系说明具有两V形沟渠并于其间有两个蚀刻 中止凹洞及一个V形凹洞之基材之上视图,其中该V 形沟渠之一提供反射器表面以供从基材之平面反 射光线并且蚀刻中止凹洞提供一机械停止点,其可 用于对准沿着表面之光纤。 第68B图系说明第68A图的基材中于V形沟渠之一内配 置有光纤者之上视图。 第69A图系说明基材之另一构形之上视图,该基材具 有两个V形沟渠且于其间配置有两蚀刻中止凹洞及 一V形凹洞,其中V形沟渠之一提供反射器表面,以供 从基材之平面反射光线以及一蚀刻中止凹洞提供 光纤停止点。 第69B图系说明第69A图之基材但有一光纤配置于V形 沟渠之一内并且一球形透镜配置于V形凹洞内者, 沿着第69A图中的直线A-A取得之侧截面图。 第69C图系说明相似于第69B图之侧视截面图,但有光 纤和球形透镜配置于基材表面之下方和上方。 第70图系说明配置于V形沟渠内之光纤之侧视图。 第71A图至第71B图系分别说明具有一配置于湿蚀刻 凹洞内之U形蚀刻中止凹洞俾以在湿蚀刻凹洞中提 供一楔形突出物之基材之上视图与沿着第71A图中 的直线A-A取得之侧截面图。 第72图系说明具有四个配置于湿蚀刻凹洞内之U形 蚀刻中止凹洞俾以在湿蚀刻凹洞里提供四个楔形 突出物之基材之上视图。 第73A图至第73B图系分别说明为具有四个配置于一 湿蚀刻凹洞内之广义三角形蚀刻中止凹洞俾以在 湿蚀刻凹洞里提供四个楔形突出物之基材之上视 图与沿着第73A图中的直线A-A取得之侧截面图。 第73C图系说明第73B图之基材但具有额外V形凹洞以 固持球形透镜者。 第74A图至第74B图系分别说明具有一配置于湿蚀刻 凹洞内之AI@形蚀刻中止凹洞俾以在湿蚀刻凹洞里 提供两个楔形突出物之基材之上视图与沿着在第 74A图中的直线A-A取得之侧截面图。 第75图系说明具有配置于一湿蚀刻凹洞中之AX@形 蚀刻中止凹洞俾以在湿蚀刻凹洞中提供四个楔形 突出物之基材之上视图。 第76图至第80图系说明可与第52图至第58图所说明 之方法合用之额外、非必需步骤。
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