基于各向异性蚀刻制造结构的方法和具有蚀刻掩模的硅基片技术

提供一种基于各向异性蚀刻制造结构的方法，包括：用于在单晶硅基片上形成基础蚀刻掩模和校正蚀刻掩模的掩模形成步骤，所述基础蚀刻掩模对应于目标形状，所述校正蚀刻掩模具有连接到所述基础蚀刻掩模的接合部；以及用于通过基于各向异性蚀刻方法蚀刻所述硅基片而形成所述目标形状的目标形状形成步骤；其中，在所述掩模形成步骤中，至少在所述校正蚀刻掩模的接合部的一部分中形成低强度部分，在所述低强度部分中机械强度局部降低。还提供一种具有蚀刻掩模的硅基片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于各向异性蚀刻制造一结构的方法，并涉及一种具有蚀刻掩模的硅基片。更具体地，本专利技术涉及一种制造具有蚀刻掩模的单晶硅基片的方法和一种例如使用该单晶硅基片的光学偏转器之类的结构(例如微结构)，以及一种通过该制造方法制造的光学仪器，例如光学偏转器。通过这种制造方法制造的光学偏转器能够适合于在图像形成装置(例如具有电子照相处理的激光束打印机或者数字复印机)中或者在用于通过扫描光线的偏转而投射图像的投射显示装置中使用。
技术介绍
由硅基片通过半导体工艺生产的微机械构件能够具有微米级的处理精度，从而基于这些实现了各种微功能器件。具体地，与使用旋转式多棱镜(例如多角镜)的传统光学扫描光学系统相比，基于这种微机械构件的光学偏转器具有下面的优点即，光学偏转器的尺寸可以做得更小；功耗非常小；等等。至今所提出的一个例子是利用各向异性湿法蚀刻技术制造的光学偏转器，该各向异性湿法蚀刻技术是半导体工艺的一种(美国专利申请公布No.US2002/0113675和US2002/0114053 )。此外，作为通过各向异性湿法蚀刻技术蚀刻硅基片以获得期望的目标形状(对应于基础蚀刻掩模的形状)的技术，提出了使用校正蚀刻掩模(日本特开专利申请N0.7-58345 )。
技术实现思路
当通过硅的各向异性湿法蚀刻制造目标形状时，可能的是在蚀刻处理期间或者蚀刻处理后，通向基础蚀刻掩模的校正蚀刻掩模脱开或者它被损坏。如果破坏的校正蚀刻掩模以不期望的方式粘附到正在形成的目标形状上，则最终形状的某些部分会具有不同于期望的目标形状的形状。如果具有不同形状的这种部分不严重地影响功能，则是没有问题的。但是，如果在该部分中严格要求形状的精度，则会降低产品的产量。本专利技术提供一种基于各向异性蚀刻制造结构的方法，通过该方法能够去除或者减轻上述不便中的至少一个。根据本专利技术的一个方面，提供一种制造结构的方法，包括用于在单晶硅基片上形成基础蚀刻掩模和校正蚀刻掩模的掩模形成步骤，所述基础蚀刻掩模对应于目标形状，所述校正蚀刻掩模具有连接到所述基础蚀刻掩模的接合部；以及用于通过基于各向异性蚀刻蚀刻所述硅基片而形成所述目标形状的目标形状形成步骤；其中，在所述掩模形成步骤中，至少在所述校正蚀刻掩模的接合部的一部分中形成低强度部分，在所述低强度部分中机械强度局部降低。根据本专利技术的另一个方面，提供一种制造结构的方法，包括用于在单晶硅基片上形成基础蚀刻掩模和校正蚀刻掩模的掩模形成步骤，其中所述基础蚀刻掩模对应于目标形状，所述目标形状具有至少第一结构和第二结构，所述第一结构具有突出的角部，所述第二结构与所述第一结构邻接，并在所述第一结构和第二结构之间插设有开口，所述校正蚀刻掩模从所述第一结构的蚀刻掩模的所述突出的角部延伸，并连接到所述第二结构的蚀刻掩模；以及用于通过对具有基础蚀刻掩模和所述校正蚀刻掩模的所述硅基片进行各向异性蚀刻而形成所述目标形状的目标形状形成步骤；其中，在所述掩模形成步骤中，至少在所述第一结构的基础蚀刻掩模与所述校正蚀刻掩模连接的接合部的一部分中形成低强度部分，在所述低强度部分中机械强度局部降低。在本专利技术的这个方面的一个优选形式中，所述校正蚀刻掩模具有Y形状的形式，其中它从所述第一结构的蚀刻掩模的突出的角部在方向[110上延伸，并且其中在方向100上分叉的各个校正蚀刻掩模与所述第二结构的蚀刻掩模连接。所述目标形状形成步骤可以包括在形成校正蚀刻掩模的部分中去 除所述硅基片的步骤。所述方法可以还包括用于在形成所述低强度部分的接合部处切割 校正蚀刻掩模的断开步骤。所述低强度部分可以通过(i) 一个或者更多个通孔、(ii) 一个或 者更多个狭槽和(iii) 一个或者更多个厚度较薄的部分中的至少一种 提供。在所述断开步骤中，所述校正蚀刻掩模可以在形成所述低强度部 分的接合部处被切割，所述切割基于(i)使位于用于各向异性蚀刻的 各向异性蚀刻溶液中的所述硅基片振荡运动、(ii)使位于用于各向异 性蚀刻的各向异性蚀刻溶液中的所述硅基片旋转运动、(iii )在所述硅基片的水沖洗期间向所述硅基片施加水淋浴、(iv)在所述硅基片的干燥期间向所述硅基片吹气以及(V )向位于用于各向异性蚀刻的各向异性蚀刻溶液中的所述硅基片施加超声振动或者在所述硅基片的水沖洗 期间向所述硅基片施加超声振动中的至少一种完成。根据本专利技术的又一方面，提供一种具有蚀刻掩模的硅基片，包括 单晶硅基片；对应于目标形状并形成在所述单晶硅基片上的基础蚀刻 掩模；具有连接到所述基础蚀刻掩模的接合部并形成在所述单晶硅基 片上的校正蚀刻掩模；具有局部降低的机械强度的低强度部分，所述 低强度部分至少形成在所述校正蚀刻掩模的所述接合部的至少一部分 中。根据本专利技术的又一方面，提供一种振荡器装置，包括支撑构件； 相对于所述支撑构件可移动地支撑的活动构件；弹性支撑构件，所述 弹性支撑构件用于将所述活动构件弹性地连接到所述支撑构件，以绕 振荡轴线振荡运动；以及用于驱动所述活动构件的驱动构件，其中， 所述振荡器装置是按照上面记载制造方法制造的。根据本专利技术的又一方面，提供一种光学偏转器，包括如上面记 载的振荡器装置；以及设置在所述活动构件上的光学偏转元件。7根据本专利技术的另一方面，提供一种光学仪器，包括如上面记栽 的光学偏转器；其中，所述光学偏转器构造成偏转来自光源的光束， 使得所述光束的至少一部分由此入射到被照射的物体上。由于本专利技术使用如上所述的具有低强度部分的校正蚀刻掩模，降 低了通向基础蚀刻掩模的校正蚀刻掩模脱落或者损坏的可能性。因此， 可以降低通过蚀刻形成的结构的最终形状不同于期望的目标形状的可 能性，因此，可以降低缺陷产品比例。通过结合附图考虑对本专利技术的优选实施方式的描述，本专利技术的这 些和其他目的、特征和优点将更加明显。附图说明图1A是用于说明根据本专利技术的一个实施方式的并且具体根据本 专利技术的第一工作实施例的蚀刻掩模的俯视图； 图1B是图1A的一部分的局部放大视图2A是按照本专利技术的结构制造方法制造的根据第一工作实施例 的振荡器装置或者光学偏转器的俯视图； 图2B是图2A的剖视图3A是用于说明本专利技术的一个实施方式中的并且具体地根据本 专利技术的第一工作实施例的校正蚀刻掩模的一部分的俯视图3B是用于说明图3A的校正蚀刻掩模的一部分中的初始阶段蚀 刻处理的俯浮见图3C是用于说明图本专利技术的一个实施方式中的并且具体地根据 本专利技术的第 一 工作实施例的校正蚀刻掩模的 一部分中的中间阶段蚀刻 处理的俯浮见图3D是用于说明图3C的校正蚀刻掩模的一部分中的最终阶段蚀 刻处理的俯浮见图4A是用于说明本专利技术的一个实施方式中的蚀刻掩模的俯视图4B是图4A的蚀刻掩模的一部分的放大视图5A是用于说明图4中所示的本专利技术的一个实施方式中的校正8蚀刻掩模的一部分的俯视图5B是图5A的校正蚀刻掩模的一部分中的初始阶段蚀刻处理的 俯视图5C是用于说明图4中所示的本专利技术的一个实施方式中的校正 蚀刻掩模的一部分中的中间阶段蚀刻处理的俯视图5D是用于说明图5C的校正蚀刻掩模的一部分中的最终阶段蚀 刻处理的俯视图6A是用于说明本专利技术的一个实施方式中的蚀刻掩模的俯视图6B是图6A的蚀刻掩模的一部分的放大视图7A是用于说明图6中所示的本专利技术的一个实施方式中的校正 蚀刻掩模的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造结构的方法，包括：　用于在单晶硅基片上形成基础蚀刻掩模和校正蚀刻掩模的掩模形成步骤，所述基础蚀刻掩模对应于目标形状，所述校正蚀刻掩模具有连接到所述基础蚀刻掩模的接合部处；以及　用于通过基于各向异性蚀刻法蚀刻所述硅基片而形 成所述目标形状的目标形状形成步骤；　其中，在所述掩模形成步骤中，至少在所述校正蚀刻掩模的接合部的一部分中形成低强度部分，在所述低强度部分中机械强度局部降低。

【技术特征摘要】
JP 2007-12-19 2007-3275101、一种制造结构的方法，包括用于在单晶硅基片上形成基础蚀刻掩模和校正蚀刻掩模的掩模形成步骤，所述基础蚀刻掩模对应于目标形状，所述校正蚀刻掩模具有连接到所述基础蚀刻掩模的接合部处；以及用于通过基于各向异性蚀刻法蚀刻所述硅基片而形成所述目标形状的目标形状形成步骤；其中，在所述掩模形成步骤中，至少在所述校正蚀刻掩模的接合部的一部分中形成低强度部分，在所述低强度部分中机械强度局部降低。2、 一种制造结构的方法，包括用于在单晶硅基片上形成基础蚀刻掩模和校正蚀刻掩模的掩模形 成步骤，其中所述基础蚀刻掩模对应于目标形状，所述目标形状具有 至少第一结构和第二结构，所述第一结构具有突出的角部，所述第二 结构与所述第一结构邻接，并且所述第一结构和第二结构之间插设有 开口 ，所述校正蚀刻掩模从所述第 一 结构的蚀刻掩模的所述突出的角 部延伸，并连接到所述第二结构的蚀刻掩模；以及用于通过对具有所述基础蚀刻掩模和所述校正蚀刻掩模的所述硅 基片进行各向异性蚀刻而形成所述目标形状的目标形状形成步骤；其中，在所述掩模形成步骤中，至少在所述第一结构的基础蚀刻 掩模与所述校正蚀刻掩模的连接的接合部的 一 部分中形成低强度部 分，在所述低强度部分中机械强度局部降低。3、 一种根据权利要求2所述的方法，其中所述校正蚀刻掩模具有 Y形状的形式，其中所述校正蚀刻掩模从所述第一结构的蚀刻掩模的 突出的角部在方向[110上延伸，并且其中在方向[IOO]上分叉的各个校 正蚀刻掩模与所述第二结构的蚀刻掩模连接。4、 一种根据权利要求2所述的方法，其中所述目标形状形成步骤 包括在形成校正蚀刻掩模的部分中去除所述硅基片的步骤。5、 一种根据权利要求2所述的方法，还包括用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：虎岛和敏，堀田薰央，濑户本丰，野口薰，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]