用于制造微机械部件的方法和微机械部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造微机械部件的方法和一种微机械部件、尤其一种用于制造倾斜的和严密密封的窗的方法以及一种倾斜的和严密密封的窗。
【背景技术】
[0002]微机械部件通常满足光学功能、例如作为微镜、光发射装置或者光传感器。相应的光学功能元件、例如微镜可以或者未封闭地制造或者严密密封地封装，这能够改善微镜的寿命和功能性。
[0003]在DE 10 2011 119 610 Al中描述了一种用于制造结构化的光学组件、尤其用于包封微系统的盖的方法。在第一衬底上施加在连接之前制造的加强元件，由此产生堆叠。所述堆叠在与第二衬底连接之后被加热，由此使第一衬底如此变形，使得第一衬底的至少一个由加强元件遮盖的区域移动和/或倾斜。
【发明内容】
[0004]本发明公开了一种具有权利要求1的特征的方法和一种具有权利要求9的特征的微机械部件。
[0005]据此，设置一种用于制造微机械部件的方法，其具有以下步骤:
[0006]提供具有第一外表面和第二外表面的衬底，所述第二外表面背离所述第一外表面；构造穿过所述衬底从所述衬底的第一外表面直到所述衬底的第二外表面的通孔；在所述衬底的第二外表面上安装光学功能层，其中，所述光学功能层遮盖所述通孔；在所述衬底的第一外表面处如此移除所述衬底的第一区段，使得形成相对于所述衬底的第二外表面倾斜的第三外表面，所述第三外表面背离所述衬底的第二外表面，其中，所述倾斜的第三外表面包围所述通孔；以及通过分离所述衬底的具有所述通孔的第一部分和所述光学功能层的安装在所述第一部分处的第二部分与所述衬底的剩余部和所述光学功能层的剩余部来分离所述微机械部件。
[0007]此外，设置微机械部件，其具有:具有第一外表面和第二外表面的衬底，所述第二外表面背离所述第一外表面；穿过所述衬底从所述衬底的第一外表面直到所述衬底的第二外表面的通孔；安装在所述衬底的第二外表面上的光学功能层，其中，所述光学功能层遮盖所述通孔；其中，所述衬底具有所述通孔和相对于所述衬底的第二外表面倾斜的第三外表面，所述第三外表面背离所述衬底的第二外表面，其中，所述倾斜的第三外表面包围所述通孔。
[0008]本发明所基于的认识在于，能够通过在晶片级上的处理显著降低用于制造具有倾斜的和严密密封的窗的微机械部件的技术耗费。与此相应地，本发明描述一种这样的制造方法以及一种这样的微机械部件。这样的倾斜的和严密密封的窗能够有利地用于密封封装具有光学功能的微机械部件。
[0009]光学功能层可以至少在部分区域中包含玻璃、优选硅酸盐玻璃、特别优选硼硅酸盐玻璃和/或类玻璃的材料或者由它们组成。这样的材料为多种应用提供特别有利的光学特性。
[0010]有利地，微机械部件不是基于单个裸片(Einzel-Die-Basis)制造，而是在晶片级上处理。因此，可以在少的处理步骤中制造完整的晶片，其例如具有大约千个倾斜的和严密密封的窗、即具有倾斜的光学入口。由此能够简单地以标准键合过程来进一步处理。完整的晶片例如可以借助技术简单的手段与另外的晶片连接，所述另外的晶片具有多个光学功能元件。所述光学功能元件可以是例如微镜、光发射装置或者光传感器。能够在光学功能元件通过部件严密封装之前或之后分离所述微机械部件。
[0011]通过基于晶片的加工可以实现所述技术耗费的大幅降低，其方式是，大数量的微机械部件基本上同时产生，其中，在很大程度上可以使用现有的生产资源和设备资源，所述生产资源和装备资源在它们方面是高度优化的。
[0012]由从属权利要求以及由说明书参照附图得出有利的实施方式和扩展方案。
[0013]根据一种优选的扩展方案，所述衬底的倾斜的第三外表面与所述衬底的第二外表面成一个锐角。该角度可以位于5°和30°之间的范围内、尤其在8°和25°之间的范围内、优选在10°和18°之间的范围内。在这些范围之一中的角度能够实现所述微机械部件的特别多样的和与此同时高效的应用。
[0014]根据另一种优选的扩展方案，所述方法还包括以下步骤:在所述光学功能层的外表面上安装粘附薄膜，其中，所述外表面背离所述衬底；如此切割所述衬底和所述光学功能层，使得形成所述衬底的第二区段和安装在其处的光学功能层；其中，所述第二区段包括所述倾斜的外表面和所述通孔，其中，所述第二区段与所述衬底的剩余部和所述光学功能层的剩余部通过所述粘附薄膜连接；将经切割的衬底和所述光学功能层如此施加到成型垫(profilierte Unterlage)上，使得所述第二区段置于所述成型垫中的第一留空上方；如此使所述第二区段从所述粘附薄膜松脱，使得所述第二区段分离并且以所述衬底的倾斜的第三外表面平放在所述成型垫上的第一留空中。
[0015]此外，根据另一种优选的扩展方案，所述方法包括以下步骤:如此施加具有第二留空的键合工具到所述成型垫上，使得所述第二留空贴靠具有位于其中的第二区段的第一留空；以及将所述第二区段转移到所述键合工具的第二留空中。
[0016]根据另一种优选的扩展方案，如此构造所述键合工具的第二留空，使得所述第二区段的倾斜的第三外表面在所述第二区段转移到所述键合工具的第二留空中之后与所述键合工具的第四外表面齐平地布置。因此，产生键合工具与其他晶片的特别高的相容性。
[0017]根据另一种优选的扩展方案，所述转移通过所述相互贴靠的成型垫和所述键合工具的转动在利用重力的情况下来实现，即，第二区段在其自身的重量下向下落到键合工具中。这样的程序在技术上特别少耗费。
[0018]根据另一种优选的扩展方案，所述转移通过抽吸所述第二区段到所述成型垫处和/或通过抽吸所述第二区段到所述键合工具处和/或借助于压缩空气挤压所述第二区段到所述键合工具处来实现。由此能够实现特别精确的手操作以及必要时第二区段的调准。
[0019]此外，根据另一种优选的扩展方案，所述方法包括以下步骤:借助于所述键合工具将所述第二区段键合到晶片的功能元件上，其中，在所述键合之后进行所述微机械部件与所述第二区段的剩余部和所述晶片的剩余部的分离。由此可以同时在晶片级上制造特别大数量的根据本发明的微机械部件，由此可以显著降低每个微机械部件的技术耗费。
[0020]根据另一种优选的扩展方案，在穿过所述衬底的横截面平面中具有梯形的和/或平行四边形的和/或矩形的横截面，所述横截面平面垂直于所述衬底的第一外表面和/或第二外表面。这对于要穿过通孔的特别的光路可以是有利的。
【附图说明】
[0021]以下参照在附图的示意图中所示出的实施例详细地阐述本发明。附图示出:
[0022]图1示出用于阐述根据本发明的第一实施方式的、用于制造微机械部件的方法的示意性流程图；
[0023]图2示出在根据本发明的第一实施方式的方法中的第一中间状态的示意性视图；
[0024]图3示出在根据本发明的第一实施方式的方法中的第二中间状态的示意性视图；
[0025]图4示出在根据本发明的第一实施方式的方法中的第三中间状态的示意性横截面视图；
[0026]图5示出在根据本发明的第一实施方式的方法中的第四中间状态的示意性视图；
[0027]图6示出在根据本发明的第一实施方式的方法中的第五中间状态的示意性视图。
[0028]在所有的图中，只要不另外说明，相同的或者功能相同的元件和设备设有相同的参考标记。
【具体实施方式】
[0029]图1示出用于阐述根据本发明的第一实施方式的、用于制造微机械部件的方法的示意性流程图。
[0030]在图1的描述中，也参阅随后的图2至6和在其中出现的参考标记。方法步骤通过参考标记的编号仅仅有利于概要性，并且只要不明确地另外说明不应暗示时间顺序。两个或者更多个方法步骤尤其也可以同时进行。在参考标记中，字母“ i ”和“ j ”作为用于数字的占位符起作用，以便改善描述的可读性和使描述保持紧凑。
[0031]在方法步骤SOl中，提供具有第一外表面ιο-f和具有第二外表面?ο-b的衬底10。所述第二外表面?ο-b背离所述第一外表面?ο-f.。衬底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这种情况。
[0032]在方法步骤S02中，构造至少一个穿过衬底10从衬底10的第一外表面10_f直到衬底10的第二外表面?ο-b的通孔12-1j。所述至少一个通孔12-1j的构造S02可以例如通过KOH蚀刻过程来实现。所述至少一个通孔12-1j在穿过衬底10的横截面平面中可以具有梯形的和/或矩形的横截面，所述横截面平面垂直于所述衬底10的第一和/或第二外表面 10-f、10-b。
[0033]在方法步骤S03中，在衬底的第二外表面ΙΟ-b上安装光学功能层14，其