[发明专利]用于在衬底中制造斜面的方法和具有斜面的晶片

说明书

技术领域

本发明涉及一种尤其是借助用于半导体工艺的平面加工技术在衬底中制造斜面的方法，以及一种具有集成在衬底中、尤其是用于遮盖微机械元件的斜面的晶片。

背景技术

在半导体工艺中，可以通过层的沉积以及其随后的结构化或者通过体材料(Bulk-Material)的蚀刻工艺，在衬底上或者在衬底中制造平面的结构元件。所述技术称作平面技术。

平面技术中的一个方面涉及制造非平面的结构，例如斜面或曲面。在现有技术中已知了用于解决这一问题的不同方法。

在US 5,174,587中说明了一种倾斜蚀刻工艺，其中，在预给定的高温下使光刻胶层流动，以便构造倾斜的光刻胶边，然后在随后的蚀刻步骤中将其与位于其下方的衬底一起蚀刻成倾斜的平面。

US 2005/0257709A1公开了一种方法，在所述方法中，衬底上的光学的或衍射的元件由待结构化的层遮盖，以及通过掩膜层曝光光学元件上的待结构化的层。光学元件反射曝光，并且将光以一角度投射到待结构化的层的其他区域之中，从而构造倾斜的曝光区域。

US 2002/0135717A1公开了一些方法，借助于这些方法可以通过在待结构化的衬底元件上沉积有机层来构造斜面。

此外还公开了一些光刻方法，例如灰色调或半色调光刻法，其可以用于在衬底中制造经不同程度结构化的区域。在此，掩膜层相对较薄，并且可以如此选择掩膜材料，使得在蚀刻时仅仅出现很少的剥蚀量，例如通过掩膜材料相对于待蚀刻的衬底的高蚀刻选择性。

尤其是当具有微镜的微机电系统由窗口遮盖时，往往需要斜面，以便使光源的散射光和不期望的反射远离微镜或者投影图像。

迄今由文献US 2006/1076539A1和US 2007/0024549A1公开了一种方法，在所述方法中将具有斜面的、预成型的遮盖物置于微镜阵列上。

DE 10 2008 012 384A1公开了一种用制造具有斜面的玻璃晶片的方法，所述玻璃晶片可以作为微镜的遮盖物。

然而，对于在平面技术领域中实现适于斜面和/或曲面的大批量制造的方法，期望提供更加高效且成本低廉的方法。

发明内容

因此，在权利要求1中限定的本发明的基本构思是说明一种用于在衬底中制造斜面的方法，借助所述方法可精确地并且在尺寸方面——例如倾斜度、高度或曲率方面可变地并且灵活地制造斜面或曲面。另一构思涉及在权利要求7限定的晶片，其具有集成在衬底中的斜面，所述斜面可以按照根据本发明的方法制造，以便提供用于微机械元件的遮盖晶片。

根据一种实施方式，用于在衬底中制造斜面的方法包括在衬底的两个主表面上构造凹槽，分别直至其总和大于衬底的厚度的深度，即直至凹槽如此深以至于衬底被两个凹槽穿透。在此，在第一面积区域中从第一主表面起制造一个凹槽，以及在第二面积区域中从第二主表面起制造另一个凹槽，使得第一面积和第二面积沿着衬底的主表面的面法线不重合，即两个面在横向上彼此相对偏移。通过所述方式有利地在凹槽的相互对置的侧面上形成阶梯状(terrassenartig)的衬底凸起。然后在主表面上在凹槽上方分别施加柔性膜片。如果随后在凹槽内相对于外部压强建立低压，则柔性膜片分别朝着凹槽的方向拱起，直至其朝向衬底的表面基本上在凹槽的中间彼此接触。本方法的优点在于，通过低压使柔性膜片在凹槽的边缘区域内紧贴到衬底的外棱边上，尤其是紧贴在衬底凸起上，这些衬底凸起对于彼此接触的膜片表面的构成的面在凹槽内形成紧固点。由此可以有利地实现：构成的面相对于衬底的主表面倾斜。

根据本发明的方法的另一优点在于，可以简单地通过确定在衬底中开设的凹槽的尺寸来调节凹槽内的斜面的倾斜度、延伸和高度。此外可以有利地借助平面技术来制造凹槽，从而根据本发明的用于制造斜面的方法与平面技术工艺兼容。由此，本方法适于大批量制造、高效且成本低廉。

在根据本发明的方法中，同样有利的是，可以在基本上不改变制造工艺的情况下构造多个倾斜的几何结构，对于斜面可以使用很多不同于衬底材料的材料，并且可以非常精确并且平整地构造斜面。

根据一种实施方式，在凹槽内建立低压，其方式是，在真空中将柔性膜片施加到衬底上，然后将具有严密地封闭的凹槽的衬底置于常压环境中，从而已经由制造决定地在凹槽内形成低压。由此可以有利地实现：斜面自已布置和稳定。