114_092-019AP-TW
發佈日期 :
2009-04-30
| 發明專利說明書 | |
| ※申請案號： | |
| ※申請日期： ※ＩＰＣ分類： | |
| 一、發明名稱：(中文/英文) | |
| 微光學鏡片之製造方法及結構(全文下載) | |
| 二、申請人：共 人 | |
| 指定為應受送達人 | |
| 三、發明人： | |
| ◎專利代理人： | |
| 四、聲明事項 | |
| □主張專利法第二十七條第一項國際優先權： | |
| □主張專利法第二十九條第一項國內優先權： | |
| □ 主張專利法第二十六條微生物： | |
| □ 熟習該項技術者易於獲得，不須寄存 | |
| 五、中文發明摘要： | |
| 一種微光學鏡片之結構，其係為一晶片基板，該晶片基板包含：基底層；一佈設上述基底層上之一二氧化矽層；一佈設於上述二氧化矽層上之一矽晶層，該矽晶層係 包括一座板、一微鏡片以及至少一位於該微鏡片後端對應該微鏡片之定位器，且該座板在與該微鏡片以及該定位器之間分別形成有至少一組鉸鍊抓孔；複數光組鉸 鍊，係分別佈設於上述座板與上述微鏡片、上述定位器之間的各鉸鍊抓孔而成；如上述構造，可藉由上述光組鉸鍊的再流動現象將上述微鏡片、上述定位器分別舉起 至一特定角度，恰使該微鏡片受該定位器抵頂，而形成自動組裝之結構。 |
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| 六、英文發明摘要： | |
| 七、指定代表圖： | |
| （一）本案指定代表圖為： | |
| （二）本代表圖之元件代表符號簡單說明： | |
| 1．．．晶片基板 2．．．基底層 5．．．座板 6．．．微鏡片 7．．．定位器 71．．．連接面 72．．．止擋臂 721．．．垂直撐桿 722．．．止動橫桿 8．．．鉸鍊抓孔 9．．．光組鉸鍊 θ1．．．第一特定角度 θ2．．．第二特定角度 |
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| 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： | |
| 九、發明說明： | |
| [發明所屬之技術領域] 本發明係有關一種微光學鏡片之製造方法及其結構，特別是指一種應用光阻材料再流動現象，使定位器能夠輕易與微鏡片結合，從而簡化三維微鏡片的組裝過程，迅速、有效地製造出近乎垂直之微鏡片並縮小結構空間，提昇製造良率。 [先前技術] 按，微機電系統是現今半導體工業的主要核心發展領域之一，其應用範圍十分廣泛，譬如汽車工業、電子通訊、醫藥各種應用領域，都包含有微機電元件的結合。 而微光學鏡片結構係於微機電系統整合技術中被廣泛應用的；由於其三度空間多層及多晶片結構，使其具有制動及訊號傳輸之能力，能夠提高連接密度，加 速訊號之傳輸，在微機電系統的組成中具有重要的功能性；因此，將已完成組裝的微光學鏡片結構放置於微機電系統，可在有限空間中，增進微機電系統的傳輸能 力，加速訊號之傳輸。 微光學鏡片結構其主要在製造過程中，使微光學鏡片被抬至一特定角度，並藉由定位器協助微鏡片組裝時導入正確的位置，使微光學鏡片維持在該特定角度，而達到自動組裝製作。 為了將微鏡片與定位器到達設計之定位，傳統上使用致動器來抬高微鏡片與定位器，佔據許多結構空間，且為了確保定位器能使微鏡片在達到特定角度時精準定位，定位器的結構也趨於複雜，佔空間，致使產品單位成本提升許多，且不利於製作更細微的微機電系統。 近年來，針對微光學鏡片之結構及製造方法上業界已發展出許多新穎的技術，如光組材料來取代傳統致動器，但卻並未解決定位器結構複雜的問題，因此隱 含有許多使用上的缺失與不便，如公告編號523486號案所示的「自我組裝式立體微光機電結構及其製作方法」，其缺點在：1.定位器的架構仍然十分龐大。 2.該定位器設計係利用兩枝桿件相互勾引以達到定位設計，其缺點是 各桿件長短設計與光阻再流動現象結合時其長度必須經過精算；製造過程的變數也會影響定位器之功能，故組裝不易。 3.該微鏡片組裝方式為位於微鏡片兩側設置定位器，當微光機電系統定位之後由於光阻材料之拉扯，易在定位器之桿件及微鏡片結構上產生不必要之殘留應力，容易造成微鏡片效能之改變。 本案發明人有鑑於上述習用的微光學鏡片結構於實際施用時的缺失，且積累個人從事相關產業開發實務上多年之經驗，精心研究，終於研發出一種微光學鏡片之製造方法及其結構。 [發明內容] 爰是，本發明之主要目的，旨在提供一種微光學鏡片之製造方法及其結構，使得微鏡片自動組裝與定位器結合十分容易簡便，從而簡化三維微鏡片的組裝過程，迅 速、有效地製造出近乎垂直之微鏡片並縮小結構空間，提昇製造良率，且改善當再流動現象發生時，在定位器上加諸的額外殘留力對微鏡片效能之改變。 為達上述之目的，本發明的結構，其係為一晶片基板，該晶片基板包含：一基底層；一佈設上述基底層上之一二氧化矽層；一佈設於上述二氧化矽層上之 一矽晶層，該矽晶層係包括一座板，該座板周緣適當位置設有一微鏡片以及至少一對應該微鏡片之定位器，且該座板在與該微光學鏡片以及該定位器之間分別形成有 至少一組鉸鍊抓孔；複數光組鉸鍊，係分別佈設於上述座板與上述微光學鏡片、上述定位器之間的各鉸鍊抓孔，用於連接該座板與該微光學鏡片、該定位器所組成。 如上述構造，該光組鉸鍊在加熱後將產生的再流動現象，，並在該光組鉸鍊冷卻過程中將該微鏡片、該定位器分別舉起至一特定角度，恰使該微鏡片受該定位器抵頂，而形成自動組裝之結構。 [實施方式] 茲為便於 貴審查委員能更進一步對本發明之構造、使用及其特徵有更深一層，明確、詳實的認識與瞭解，發明人舉出較佳之實施例， 配合圖式詳細說明如下：首先請參閱第一圖、第二圖所示，本發明其主要製造方法步驟係包含：步驟一：先將一SOI晶片所構成之晶片基板1以RCA Clean的標準製程清洗乾淨，該晶片基板1係具有一基底層2，並於該基底層2上依序鋪設有一二氧化矽層3與一矽晶層4。 步驟二：在該矽晶層4上蝕刻出一微鏡片6以及至少一位於該微鏡片6後端對應該微鏡片6之定位器7。 步驟三：將由BCB光阻構成的光阻材料均勻地塗佈在上述矽晶層4上。 步驟四：利用一光罩遮蔽於上述光阻材料之該微鏡片6與該定位器7上，分別定義出至少一組光組絞鍊結構圖案。再參照第一圖A、第二圖所示。 步驟五：在上述該光阻材料上以一種深反應式離子蝕刻(DRIE)的乾蝕刻方式蝕刻出上述光組鉸鍊9結構。 步驟六：將上述晶片基板1放置到氫氟酸溶液(HF)中作濕蝕刻，分解位於該微鏡片6以及該定位器7結構底下的二氧化矽層3，而將位於上述微鏡片6以及上述自動組裝定位器7結構底下的二氧化矽層3部分去除，使該微鏡片6以及該自動組裝定位器7結構懸浮。 繼參照第一圖A、第二圖、第四圖所示。 步驟七：將晶片基板1放置到加熱板上加熱到150至350℃的特定溫度間距，使上述各光組鉸鍊9產生再流動現象，，並在該光組鉸鍊9冷卻過程中分別將上述 微鏡片6及上述定位器7同時舉起，恰使該微鏡片6被光組鉸鍊9舉起至90度或90~180度之間的一第一特定角度θ1，並受同樣被光組鉸鍊9舉起至一第二 特定角度θ2之該定位器7抵頂定位，且該定位器7被舉起之該第二特定角度θ2可為90度或0~180度之間；而形成自動組裝之結構。 如上述製造方法所製成本發明之結構，依第二圖、第四圖所示，係為一SOI晶片所構成之晶片基板1，該晶片基板1包含： 一基底層2；一佈設上述基底層2上之一二氧化矽層3；一佈設於上述二氧化矽層3上之一矽晶層4，該矽晶層4係包括一座板5，該座板5周緣適當位置設有一矩 形微鏡片6以及二組位於該微鏡片6後端對應該微鏡片6之定位器7；該定位器7係具有一連接面71，於該連接面71上延伸有一止擋臂72，且該止擋臂72係 為一垂直撐桿721頂端向前延伸一水平向之止動橫桿722；且該座板5與該微光學鏡片之間形成有二組鉸鍊抓孔8，並在該座板5與該二組定位器7之間分別形 成有一組鉸鍊抓孔8；複數由BCB光阻所構成之光組鉸鍊9，係分別佈設於上述座板5與上述微光學鏡片、上述定位器7之間的各鉸鍊抓孔8，用於連接該座板5 與該微光學鏡片、該定位器7，所組成。 如上述構造，依第二圖、第三圖、第四圖所示，可將該晶片基板1放置於一加熱板上，透過加熱板加熱到150~350℃的特定溫度間距，使該光組鉸 鍊9發生再流動現象，並在該光組鉸鍊9冷卻過程中將該微鏡片6以及該定位器7分別舉起至一第一特定角度θ1及一第二特定角度θ2，而該第一特定角度θ1及 該第二特定角度θ2各分別為90度，恰使該微鏡片6受該定位器7抵頂，該微鏡片6因受到該定位器7持續支持，而維持該第一特定角度θ1，而達到自動組裝。 且受到該光組鉸鍊9發生再流動現象而被帶動舉起的該微鏡片6，其被舉起的該第一特定角度θ1，可針對產業使用的需要而為90~180度之間之任意角度，且 該定位器7可配合該微鏡片6被舉起的該第一特定角度θ1為90~180度之間，而對應被舉起至0~180度之間的該第二特定角度θ2。 因此，本創作可達到減少製程與精確控制該微鏡片6立直的角度的效果，配合產業實務上的需求，於製作過程中，使該微鏡片6與該定位器7被該光組鉸鍊9分別舉起至一第一特定角度θ1及一第二特定角度θ2，而自我組裝、站立。藉由上述諸實施之呈現，可知，本創作具有以下之優點： 1.該定位器7為該微鏡片6後端豎起之結構，利用光組鉸鍊9受熱後發生之再流動現象，使該鏡片得以使用較少的空間完成三維鏡片之自動組裝。 2.改善習用結構當再流動現象發生時，在該定位器7上加諸的額外殘留應力對微鏡片6效能之改變。 3.使得微鏡片6自動組裝與定位器7結合十分容易簡便，從而簡化三維微鏡片6的組裝過程，迅速、有效地製造出近乎垂直之微鏡片6，使製造良率提昇。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。 綜由上對本發明之技術結構詳細揭述，本發明之構造確實能達到減少定位器7空間並簡化三維微鏡片6的組裝過程以及提昇製造良率的目的，且未見於業界 相關產品當中，應符合發明專利之要件，申請人爰依專利法之規定，向 鈞局提起發明專利之申請，並懇請早日賜准本案專利，實感德惠。 [圖式簡單說明] 第一圖：係本發明之製造流程步驟一至步驟四示意圖 第一圖A：係本發明之製造流程步驟五至步驟七示意圖 第二圖：係本發明之組裝前之立體圖 第三圖：係本發明受到再流動現象而之立體圖 第四圖：係本發明自我組裝之立體圖 |
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| 十、申請專利範圍： | |
| 1.一種微光學鏡片之製造方法，該製造方法步驟包含：步驟一：先將一晶片基板清洗乾淨，該晶片基板係具有一基底層，並於該基底層上依序鋪設有一二氧化 矽層與一矽晶層；步驟二：在該矽晶層上蝕刻出一微鏡片以及至少一位於該微鏡片後端對應該微鏡片之定位器；步驟三：將光阻材料均勻地塗佈在上述矽晶層上；步 驟四：利用一光罩遮蔽於上述光阻材料之該微鏡片與該定位器上，分別定義出至少一組光組絞鍊結構圖案；步驟五：在上述該光阻材料上蝕刻出上述光組鉸鍊；步驟 六：將上述晶片基板作濕蝕刻，而將位於上述微鏡片以及上述自動組裝定位器結構底下的二氧化矽層部分去除，使該微鏡片以及該自動組裝定位器結構懸浮；步驟 七：將晶片基板放置到加熱板上加熱到一特定溫度間距，使上述各光組鉸鍊產生再流動現象，並在該光組鉸鍊冷卻過程中將分別將上述微鏡片及上述定位器同時舉 起，恰使該微鏡片被光組鉸鍊舉起至一第一特定角度，受同樣被光組鉸鍊舉起至第二特定角度之該定位器抵頂定位，而形成自動組裝之結構。 2.如申請專利範圍第1項所述微光學鏡片之製造方法，其中該晶片基板係為SOI晶片者。 3.如申請專利範圍第1項所述微光學鏡片之製造方法，其中該製造方法之步驟一，該晶片基板之清洗係以RCA Clean的標準製程清洗。 4.如申請專利範圍第1項所述微光學鏡片之製造方法，其中該製造方法之步驟三，該光阻材料係為BCB光阻。 5.如申請專利範圍第1項所述微光學鏡片之製造方法，其中該製造方法之步驟五，該晶片基板的蝕刻方式係為乾蝕刻。 6.如申請專利範圍第5項所述微光學鏡片之製造方法，其中該乾蝕刻之方法更進一步為深反應式離子蝕刻(DRIE)。 7.如申請專利範圍第1項所述微光學鏡片之製造方法，其中該製造方法 之步驟六，該濕蝕刻方法係將該晶片基板放置到蝕刻溶液中，分解位於該微鏡片以及該定位器結構底下的二氧化矽層。 8.如申請專利範圍第7項所述微光學鏡片之製造方法，其中該蝕刻溶液係為氫氟酸溶液(HF)。 9.如申請專利範圍第1項所述微光學鏡片之製造方法，其中該製造方法之步驟七所述之特定溫度間距得為150至350℃。 10.如申請專利範圍第1項所述微光學鏡片之製造方法，其中該製造方法之步驟七所述，該第一特定角度得為90度。 11.如申請專利範圍第1項所述微光學鏡片之製造方法，其中該製造方法之步驟七所述，該第一特定角度得於90~180度之間。 12.如申請專利範圍第1項所述微光學鏡片之製造方法，其中該製造方法之步驟七所述，該第二特定角度得為90度。 13.如申請專利範圍第1項所述微光學鏡片之製造方法，其中該製造方法之步驟七所述，該第二特定角度得為0~180度間的任意角度。 14.一種微光學鏡片之結構，其係為一晶片基板，該晶片基板包含：一基底層；一佈設上述基底層上之一二氧化矽層；一佈設於上述二氧化矽層上之一矽晶 層，該矽晶層係包括一座板，該座板周緣適當位置設有一微鏡片以及至少一位於該微鏡片後端對應該微鏡片之定位器，且該座板在與該微光學鏡片以及該定位器之間 分別形成有至少一組鉸鍊抓孔；複數光組鉸鍊，係分別佈設於上述座板與上述微光學鏡片、上述定位器之間的各鉸鍊抓孔，用於連接該座板與該微光學鏡片、該定位 器；藉由上述光組鉸鍊的再流動現象將上述微鏡片、上述定位器分別舉起至一特定角度，恰使該微鏡片受該定位器抵頂，而形成自動組裝之結構。 15.如申請專利範圍第14項所述微光學鏡片之結構，其中該微光學鏡片得略呈矩形。 16.如申請專利範圍第14項所述微光學鏡片之結構，其中該定位器得為二組。 17.如申請專利範圍第14項所述微光學鏡片之結構，其中該定位器係具有一連接面，於該連接面上延伸有一止擋臂者。 18.如申請專利範圍第17項所述微光學鏡片之結構，其中該止擋臂可為一垂直撐桿頂端向前延伸一水平向之止動橫桿者。 |
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| 十一、圖式： | |
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