用于制造微機(jī)械部件的方法和微機(jī)械部件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造微機(jī)械部件的方法和一種微機(jī)械部件、尤其一種用于制造傾斜的和嚴(yán)密密封的窗的方法以及一種傾斜的和嚴(yán)密密封的窗。
【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)械部件通常滿足光學(xué)功能、例如作為微鏡、光發(fā)射裝置或者光傳感器。相應(yīng)的光學(xué)功能元件、例如微鏡可以或者未封閉地制造或者嚴(yán)密密封地封裝，這能夠改善微鏡的壽命和功能性。
[0003]在DE 10 2011 119 610 Al中描述了一種用于制造結(jié)構(gòu)化的光學(xué)組件、尤其用于包封微系統(tǒng)的蓋的方法。在第一襯底上施加在連接之前制造的加強(qiáng)元件，由此產(chǎn)生堆疊。所述堆疊在與第二襯底連接之后被加熱，由此使第一襯底如此變形，使得第一襯底的至少一個(gè)由加強(qiáng)元件遮蓋的區(qū)域移動(dòng)和/或傾斜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開了一種具有權(quán)利要求1的特征的方法和一種具有權(quán)利要求9的特征的微機(jī)械部件。
[0005]據(jù)此，設(shè)置一種用于制造微機(jī)械部件的方法，其具有以下步驟:
[0006]提供具有第一外表面和第二外表面的襯底，所述第二外表面背離所述第一外表面；構(gòu)造穿過(guò)所述襯底從所述襯底的第一外表面直到所述襯底的第二外表面的通孔；在所述襯底的第二外表面上安裝光學(xué)功能層，其中，所述光學(xué)功能層遮蓋所述通孔；在所述襯底的第一外表面處如此移除所述襯底的第一區(qū)段，使得形成相對(duì)于所述襯底的第二外表面傾斜的第三外表面，所述第三外表面背離所述襯底的第二外表面，其中，所述傾斜的第三外表面包圍所述通孔；以及通過(guò)分離所述襯底的具有所述通孔的第一部分和所述光學(xué)功能層的安裝在所述第一部分處的第二部分與所述襯底的剩余部和所述光學(xué)功能層的剩余部來(lái)分離所述微機(jī)械部件。
[0007]此外，設(shè)置微機(jī)械部件，其具有:具有第一外表面和第二外表面的襯底，所述第二外表面背離所述第一外表面；穿過(guò)所述襯底從所述襯底的第一外表面直到所述襯底的第二外表面的通孔；安裝在所述襯底的第二外表面上的光學(xué)功能層，其中，所述光學(xué)功能層遮蓋所述通孔；其中，所述襯底具有所述通孔和相對(duì)于所述襯底的第二外表面傾斜的第三外表面，所述第三外表面背離所述襯底的第二外表面，其中，所述傾斜的第三外表面包圍所述通孔。
[0008]本發(fā)明所基于的認(rèn)識(shí)在于，能夠通過(guò)在晶片級(jí)上的處理顯著降低用于制造具有傾斜的和嚴(yán)密密封的窗的微機(jī)械部件的技術(shù)耗費(fèi)。與此相應(yīng)地，本發(fā)明描述一種這樣的制造方法以及一種這樣的微機(jī)械部件。這樣的傾斜的和嚴(yán)密密封的窗能夠有利地用于密封封裝具有光學(xué)功能的微機(jī)械部件。
[0009]光學(xué)功能層可以至少在部分區(qū)域中包含玻璃、優(yōu)選硅酸鹽玻璃、特別優(yōu)選硼硅酸鹽玻璃和/或類玻璃的材料或者由它們組成。這樣的材料為多種應(yīng)用提供特別有利的光學(xué)特性。
[0010]有利地，微機(jī)械部件不是基于單個(gè)裸片(Einzel-Die-Basis)制造，而是在晶片級(jí)上處理。因此，可以在少的處理步驟中制造完整的晶片，其例如具有大約千個(gè)傾斜的和嚴(yán)密密封的窗、即具有傾斜的光學(xué)入口。由此能夠簡(jiǎn)單地以標(biāo)準(zhǔn)鍵合過(guò)程來(lái)進(jìn)一步處理。完整的晶片例如可以借助技術(shù)簡(jiǎn)單的手段與另外的晶片連接，所述另外的晶片具有多個(gè)光學(xué)功能元件。所述光學(xué)功能元件可以是例如微鏡、光發(fā)射裝置或者光傳感器。能夠在光學(xué)功能元件通過(guò)部件嚴(yán)密封裝之前或之后分離所述微機(jī)械部件。
[0011]通過(guò)基于晶片的加工可以實(shí)現(xiàn)所述技術(shù)耗費(fèi)的大幅降低，其方式是，大數(shù)量的微機(jī)械部件基本上同時(shí)產(chǎn)生，其中，在很大程度上可以使用現(xiàn)有的生產(chǎn)資源和設(shè)備資源，所述生產(chǎn)資源和裝備資源在它們方面是高度優(yōu)化的。
[0012]由從屬權(quán)利要求以及由說(shuō)明書參照附圖得出有利的實(shí)施方式和擴(kuò)展方案。
[0013]根據(jù)一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，所述襯底的傾斜的第三外表面與所述襯底的第二外表面成一個(gè)銳角。該角度可以位于5°和30°之間的范圍內(nèi)、尤其在8°和25°之間的范圍內(nèi)、優(yōu)選在10°和18°之間的范圍內(nèi)。在這些范圍之一中的角度能夠?qū)崿F(xiàn)所述微機(jī)械部件的特別多樣的和與此同時(shí)高效的應(yīng)用。
[0014]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，所述方法還包括以下步驟:在所述光學(xué)功能層的外表面上安裝粘附薄膜，其中，所述外表面背離所述襯底；如此切割所述襯底和所述光學(xué)功能層，使得形成所述襯底的第二區(qū)段和安裝在其處的光學(xué)功能層；其中，所述第二區(qū)段包括所述傾斜的外表面和所述通孔，其中，所述第二區(qū)段與所述襯底的剩余部和所述光學(xué)功能層的剩余部通過(guò)所述粘附薄膜連接；將經(jīng)切割的襯底和所述光學(xué)功能層如此施加到成型墊(profilierte Unterlage)上，使得所述第二區(qū)段置于所述成型墊中的第一留空上方；如此使所述第二區(qū)段從所述粘附薄膜松脫，使得所述第二區(qū)段分離并且以所述襯底的傾斜的第三外表面平放在所述成型墊上的第一留空中。
[0015]此外，根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，所述方法包括以下步驟:如此施加具有第二留空的鍵合工具到所述成型墊上，使得所述第二留空貼靠具有位于其中的第二區(qū)段的第一留空；以及將所述第二區(qū)段轉(zhuǎn)移到所述鍵合工具的第二留空中。
[0016]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，如此構(gòu)造所述鍵合工具的第二留空，使得所述第二區(qū)段的傾斜的第三外表面在所述第二區(qū)段轉(zhuǎn)移到所述鍵合工具的第二留空中之后與所述鍵合工具的第四外表面齊平地布置。因此，產(chǎn)生鍵合工具與其他晶片的特別高的相容性。
[0017]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，所述轉(zhuǎn)移通過(guò)所述相互貼靠的成型墊和所述鍵合工具的轉(zhuǎn)動(dòng)在利用重力的情況下來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，第二區(qū)段在其自身的重量下向下落到鍵合工具中。這樣的程序在技術(shù)上特別少耗費(fèi)。
[0018]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，所述轉(zhuǎn)移通過(guò)抽吸所述第二區(qū)段到所述成型墊處和/或通過(guò)抽吸所述第二區(qū)段到所述鍵合工具處和/或借助于壓縮空氣擠壓所述第二區(qū)段到所述鍵合工具處來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此能夠?qū)崿F(xiàn)特別精確的手操作以及必要時(shí)第二區(qū)段的調(diào)準(zhǔn)。
[0019]此外，根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，所述方法包括以下步驟:借助于所述鍵合工具將所述第二區(qū)段鍵合到晶片的功能元件上，其中，在所述鍵合之后進(jìn)行所述微機(jī)械部件與所述第二區(qū)段的剩余部和所述晶片的剩余部的分離。由此可以同時(shí)在晶片級(jí)上制造特別大數(shù)量的根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械部件，由此可以顯著降低每個(gè)微機(jī)械部件的技術(shù)耗費(fèi)。
[0020]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，在穿過(guò)所述襯底的橫截面平面中具有梯形的和/或平行四邊形的和/或矩形的橫截面，所述橫截面平面垂直于所述襯底的第一外表面和/或第二外表面。這對(duì)于要穿過(guò)通孔的特別的光路可以是有利的。
【附圖說(shuō)明】
[0021]以下參照在附圖的示意圖中所示出的實(shí)施例詳細(xì)地闡述本發(fā)明。附圖示出:
[0022]圖1示出用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的、用于制造微機(jī)械部件的方法的示意性流程圖；
[0023]圖2示出在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法中的第一中間狀態(tài)的示意性視圖；
[0024]圖3示出在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法中的第二中間狀態(tài)的示意性視圖；
[0025]圖4示出在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法中的第三中間狀態(tài)的示意性橫截面視圖；
[0026]圖5示出在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法中的第四中間狀態(tài)的示意性視圖；
[0027]圖6示出在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法中的第五中間狀態(tài)的示意性視圖。
[0028]在所有的圖中，只要不另外說(shuō)明，相同的或者功能相同的元件和設(shè)備設(shè)有相同的參考標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1示出用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的、用于制造微機(jī)械部件的方法的示意性流程圖。
[0030]在圖1的描述中，也參閱隨后的圖2至6和在其中出現(xiàn)的參考標(biāo)記。方法步驟通過(guò)參考標(biāo)記的編號(hào)僅僅有利于概要性，并且只要不明確地另外說(shuō)明不應(yīng)暗示時(shí)間順序。兩個(gè)或者更多個(gè)方法步驟尤其也可以同時(shí)進(jìn)行。在參考標(biāo)記中，字母“ i ”和“ j ”作為用于數(shù)字的占位符起作用，以便改善描述的可讀性和使描述保持緊湊。
[0031]在方法步驟SOl中，提供具有第一外表面ιο-f和具有第二外表面?ο-b的襯底10。所述第二外表面?ο-b背離所述第一外表面?ο-f.。襯底10尤其可以是硅晶片。第一外表面?ο-f尤其可以平行于第二外表面?ο-b，如在一般的硅晶片中基本上是這種情況。
[0032]在方法步驟S02中，構(gòu)造至少一個(gè)穿過(guò)襯底10從襯底10的第一外表面10_f直到襯底10的第二外表面?ο-b的通孔12-1j。所述至少一個(gè)通孔12-1j的構(gòu)造S02可以例如通過(guò)KOH蝕刻過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述至少一個(gè)通孔12-1j在穿過(guò)襯底10的橫截面平面中可以具有梯形的和/或矩形的橫截面，所述橫截面平面垂直于所述襯底10的第一和/或第二外表面 10-f、10-b。
[0033]在方法步驟S03中，在襯底的第二外表面ΙΟ-b上安裝光學(xué)功能層14，其