[发明专利]自对准硅基光纤夹具及制造方法

权利要求书

1.一种准硅基光纤夹具，其特征在于，

夹具单元本体材料为硅；

单个夹具单元厚度为200至800微米；

夹具由导向孔和限位孔组成，导向孔和限位孔相连且贯穿硅本体，导向孔宽度大于限位孔。

2.如权利要求1所述的自对准硅基光纤夹具，其特征在于，单个夹具单元厚度为350至550微米；其导向孔深度为20至150微米；其导向孔倾斜度为20至60度；其导向孔底部尺寸为限位孔+0.4至8微米；其限位孔深度为250至500微米，尺寸为光纤特征尺寸+0.1至10微米；相邻两限位孔中心之间的间距其尺寸与设计尺寸偏离为0.1至10微米。

3.如权利要求2所述的自对准硅基光纤夹具，其特征在于，其导向孔倾斜为35至55度；导向孔底部尺寸为+0.4至1.6微米；限位孔尺寸为光纤特征尺寸为+0.5至2微米；相邻两限位孔中心之间的间距其尺寸与设计尺寸偏离为+/-0.5至2微米。

4.如权利要求1所述的自对准硅基光纤夹具，其特征在于，由单个夹具单元组合形成夹具组合体。

5.一种自对准硅基光纤夹具的制造方法，其特征在于，其工艺步骤为：

步骤1、在硅基板上旋涂光刻胶，进行导向孔图形光刻；

步骤2、以光刻胶为掩模，刻蚀硅基板形成导向孔，其深度为20至150微米，控制其底部尺寸为最终的限位孔尺寸+硬掩模侧墙厚度；

步骤3、去胶后在已经刻蚀出导向孔的硅衬底上全面沉积硬掩模层，厚度为0.5至10微米；

步骤4、旋涂负性光刻胶进行填充；

步骤5、以光刻胶为掩模，进行硬掩模层回刻，在导向孔侧壁形成硬掩模层侧墙，同时去除底部硬掩模层，光刻胶光刻后的开口要大于限位孔的开口同时小于导向孔的开口；

步骤6、然后再用硬掩模层为掩模刻蚀硅基板，自对准形成限位孔，其深度为250至500微米，硅基板剩余未刻蚀层厚度为50至250微米；

步骤7、硅片背面研磨减薄露出限位孔。

6.根据权利要求5所述的自对准硅基光纤夹具的制造方法，其特征在于，导向孔的产生也可以采用硬掩模作为掩模层，将步骤1、2采用以下步骤：

步骤1、在硅基板上沉积硬掩模层，厚度为0.5-50微米；

步骤2、旋涂光刻胶，进行导向孔图形光刻；

步骤3、以光刻胶为掩模，刻蚀硬掩模层，再利用硬掩模层作为掩模层刻蚀硅基板形成导向孔，其深度为20至150微米。

7.如权利要求6所述的自对准硅基光纤夹具的制造方法，其特征在于，步骤3中其硬掩模层材料为SiO2；所述导向孔刻蚀也可以采用硬掩模为中间阻挡层；步骤4的负胶旋涂使用光刻胶量为2毫升至20毫升；步骤4的负胶旋涂使用光刻胶量为4至8毫升。

8.如权利要求7所述的自对准硅基光纤夹具的制造方法，其特征在于，步骤4的负胶旋涂可以采用多次旋涂。

9.如权利要求6所述的自对准硅基光纤夹具的制造方法，其特征在于，步骤4的负胶旋涂的多次旋涂工艺其各步骤特征为：

1）吐出量为1～10毫升，转速500-1200rpm，旋转2-15秒后静止0.5-5秒再重复上述步骤，通过1～5次循环完成；

2）重复步骤1)1~3次；

3）吐出量为0.2～5毫升，转速800rpm-1500rpm，旋转2-15秒；

4）重复步骤3）1～3次。

10.如权利要求9所述的自对准硅基光纤夹具的制造方法，其特征在于，步骤5回刻后，导向孔内光刻胶与衬底间台阶差小于5微米；步骤3沉积硬掩模层厚度为0.5至2微米。