[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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，本发明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。

背景技术

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NO.7-58345)。

发明内容

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。

本发明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。

根据本发明的一个方面，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。

根据本发明的另一个方面，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。

在本发明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)在所述硅基片的水冲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冲洗期间向所述硅基片施加超声振动中的至少一种完成。