本發(fā)明涉及半導體、微納器件加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖準直夾具及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著微納米加工技術(shù)的不斷進步，大部分器件的微型化已經(jīng)逐步開始提上日程，傳統(tǒng)型光纖準直器的夾具由于使用傳統(tǒng)加工技術(shù)，導致其加工精度不高，光纖與底面間距控制能力也較為有限，難以將距離精確控制在100微米到300微米之間，且傳統(tǒng)加工技術(shù)成本高、制造工藝復雜，不適用于大量生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種夾具及其制造方法，所述夾具能夠?qū)⒐饫w準直器透鏡到夾具底面的距離精確控制在100-300微米之間，且所述夾具制造成本低、制造工藝簡單，適用于批量生產(chǎn)。

本發(fā)明提出的具體技術(shù)方案為：提供一種夾具，用于夾持光纖準直器，所述夾具包括襯底以及設(shè)置于所述襯底上方的硅基本體，所述硅基本體頂部設(shè)置有第一導向孔，用于裝設(shè)并固定所述光纖準直器，所述第一導向孔向下延伸出一限位孔，所述限位孔貫穿所述硅基本體到達所述襯底。

進一步地，所述襯底包括從上而下依次遠離所述硅基本體設(shè)置的第一薄膜層、第二薄膜層；所述第二薄膜層的厚度為所述第一薄膜層厚度的2～3倍。

進一步地，所述第一薄膜層的材質(zhì)為氧化硅，所述第二薄膜層的材質(zhì)為氮化硅。

進一步地，所述第一薄膜層的厚度為1～2微米。

進一步地，所述限位孔的深度為100～300微米。

進一步地，所述硅基本體的厚度不大于1毫米。

進一步地，所述限位孔的橫向尺寸為200～1800微米。

進一步地，所述第一導向孔向下延伸出兩個第二導向孔，兩個所述第二導 向孔分別設(shè)置于所述限位孔兩側(cè)。

本發(fā)明還提供了所述夾具的制造方法，包括：

在所述硅基本體頂部以及底部分別沉積一層氧化層；

通過刻蝕去除所述硅基本體頂部的氧化層，所述硅基本體底部的氧化層形成為第一薄膜層；

在所述第一薄膜層的底部沉積厚度為所述第一薄膜層厚度的2～3倍的第二薄膜層；

在所述硅基本體頂部涂覆光刻膠，以所述光刻膠為掩膜，刻蝕所述硅基本體頂部形成限位孔，使得所述限位孔貫穿所述硅基本體到達所述第一薄膜層。

去除所述硅基本體頂部的光刻膠，在所述形成有限位孔的硅基本體頂部重新涂覆光刻膠，以所述光刻膠為掩膜，刻蝕所述硅基本體頂部形成第一導向孔，使得所述第一導向孔與所述限位孔連接，

去除形成有所述第一導向孔以及所述限位孔的硅基本體頂部的光刻膠。

進一步地，所述第一薄膜層的材質(zhì)為氧化硅，所述第二薄膜層的材質(zhì)為氮化硅。

進一步地，所述第一薄膜層的厚度為1～2微米。

進一步地，所述限位孔的深度為100～300微米，其橫向尺寸為200～1800微米。

進一步地，所述硅基本體的厚度不大于1毫米。

進一步地，所述第一導向孔向下延伸出兩個第二導向孔，兩個所述第二導向孔分別設(shè)置于所述限位孔兩側(cè)，所述方法還包括：

在所述形成有第一導向孔以及限位孔的硅基本體頂部涂覆光刻膠，以所述光刻膠為掩膜，刻蝕所述第一導向孔底部形成第二導向孔；

去除所述第一導向孔底部的光刻膠。

進一步地，去除光刻膠的方法為濕法去膠。

本發(fā)明提供的夾具能夠?qū)λ龉饫w準直器進行精確限位，所述夾具制造方法簡單，通過所述方法制造出的夾具，能夠?qū)⒐饫w準直器的固定誤差控制在20 微米之內(nèi)，所述夾具生產(chǎn)成本較低、適用于批量生產(chǎn)。

附圖說明

通過結(jié)合附圖進行的以下描述，本發(fā)明的實施例的上述和其它方面、特點和優(yōu)點將變得更加清楚，附圖中：

圖1為實施例1夾具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2(s1-s6)為實施例1夾具制造方法流程圖；

圖3(s1-s6)為實施例1夾具另一制造方法流程圖；

圖4為實施例3夾具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5(s1-s8)為實施例3夾具制造方法流程圖；

圖6(s1-s7)為實施例3夾具另一制造方法流程圖。

具體實施方式

以下，將參照附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。然而，可以以許多不同的形式來實施本發(fā)明，并且本發(fā)明不應該被解釋為限制于這里闡述的具體實施例。相反，提供這些實施例是為了解釋本發(fā)明的原理及其實際應用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實施例和適合于特定預期應用的各種修改。

實施例1

參照圖1，本實施例提供的夾具1，用于夾持光纖準直器2，所述光纖準直器2上面固定有光纖3。所述夾具1包括襯底以及設(shè)置于所述襯底上方的硅基本體11。為了增加所述襯底的強度，其包括第一薄膜層12以及第二薄膜層13，所述硅基本體11頂部設(shè)置有第一導向孔11a，所述第一導向孔11a用于裝設(shè)所述光纖準直器2并將其固定，因此，所述第一導向孔11a的尺寸與所述光纖準直器2的尺寸一致。所述第一導向孔11a向下延伸出一與所述光纖3對應的限位孔11b，所述限位孔11b貫穿所述硅基本體11到達所述第一薄膜層12，優(yōu)選的，所述限位孔11b位于所述第一導向孔11a底部中心。所述限位孔11b用于對從所述光纖3中透出的光線進行導向，其中，所述限位孔11b的形狀可以為圓形、方形，為了能夠與所述光纖3的尺寸匹配，所述限位孔11b的橫向尺寸為200～1800微米之間。

具體的，所述第一薄膜層12的材質(zhì)為氧化硅，所述第二薄膜層13的材質(zhì)為氮化硅，所述第一薄膜層12以及第二薄膜層13用于增加所述襯底的強度且能夠調(diào)節(jié)所述硅基本體11受到的應力。所述光纖3中的光線穿過所述限位孔11b入射到所述第一薄膜層12與所述限位孔11b對應的面上，所述第一薄膜層12以及所述第二薄膜層13可以對所述光線進行調(diào)制，其中，可以根據(jù)實際需要在所述硅基本體11底部沉積具有特定折射率的第一薄膜層12以及第二薄膜層13，以達到對入射到所述第一薄膜層12以及第二薄膜層13上的光線進行調(diào)制的目的。

為了能夠滿足微納器件加工技術(shù)要求，所述硅基本體11的厚度不大于1毫米，所述第一薄膜層12的厚度為1～2微米，所述第二薄膜層13的厚度為所述第一薄膜層12厚度的2～3倍，優(yōu)選的，所述第二薄膜層13的厚度為所述第一薄膜層12厚度的3倍，其中，可以根據(jù)實際調(diào)制要求來設(shè)定所述第一薄膜層12以及所述第二薄膜層13的厚度。

為了對所述光纖準直器2進行精確限位，所述限位孔的深度為100～300微米，這樣通過所述夾具1就可以將所述光纖準直器2透鏡(圖未標)到所述夾具1底部的距離精確控制在100～300微米之間，而且能夠?qū)⒐饫w準直器2的固定誤差控制在20微米之內(nèi)。

參照圖2(s1-s6)，本實施例還提供了上述夾具1的制造方法，所述方法包括以下步驟：

步驟s1、在所述硅基本體11頂部以及底部分別沉積一層氧化層10，其中，所述硅基本體11的厚度不大于1毫米。

步驟s2、通過刻蝕去除所述硅基本體11頂部的氧化層10，所述硅基本體11底部的氧化層10形成為第一薄膜層12，所述第一薄膜層12的材質(zhì)為氧化硅，所述第一薄膜層的厚度為1～2微米。

其中，可以通過干法刻蝕、濕法刻蝕或cmp拋光等方法去除所述硅基本體11頂部的氧化層10。

步驟s3、在所述第一薄膜層12的底部沉積厚度為所述第一薄膜層12厚度的2～3倍的氮化硅薄膜層20，形成為第二薄膜層13；所述氮化硅薄膜層20的沉積方法包括等離子體增強化學氣相沉積法(pecvd)或感應耦合等離子體-化學氣相沉積法(icp-cvd)。

步驟s4、在所述硅基本體11頂部涂覆光刻膠30，以所述光刻膠30為掩膜(參照圖2(s4a)所示)，刻蝕所述硅基本體11頂部形成限位孔11b，使得所述限位孔11b貫穿所述硅基本體11到達所述第一薄膜層12(參照圖2(s4b))，其中，所述限位孔11b的橫向尺寸為200～1800微米；刻蝕所述硅基本體11頂部形成限位孔的刻蝕方法為bosch工藝深硅刻蝕。

步驟s5、去除所述硅基本體11頂部的光刻膠30，在所述形成有限位孔11b的硅基本體11頂部重新涂覆光刻膠40(參照圖2(s5a)所示)，以所述光刻膠40為掩膜，刻蝕所述硅基本體11頂部形成第一導向孔11a，使得所述第一導向孔11a與所述限位孔11b連接(參照圖2(s5b)所示)，其中，所述第一導向孔11a底部到所述硅基本體11底部的距離為100～300微米。

步驟s6、去除形成有所述第一導向孔11a以及所述限位孔11b的硅基本體11頂部的光刻膠40。

其中，在步驟s4、步驟s6中，去除光刻膠的方法采用的是濕法去膠的方法。

實施例2

參照圖3(s1-s6)，本實施例提供了實施例1所述夾具的另一種制造方法，所述方法包括以下步驟：

步驟s1、在所述硅基本體11頂部以及底部分別沉積一層氧化層10，其中，所述硅基本體11的厚度不大于1毫米。

步驟s2、為了在所述硅基本體11的頂部形成特定圖案，通過刻蝕去除所述硅基本體11頂部的氧化層10，所述硅基本體11底部的氧化層10形成為第一薄膜層12，所述第一薄膜層12的材質(zhì)為氧化硅，所述第一薄膜層的厚度為1～2微米。

其中，可以通過干法刻蝕、濕法刻蝕或cmp拋光等方法去除所述硅基本體11頂部的氧化層10。

步驟s3、在所述第一薄膜層12的底部沉積厚度為所述第一薄膜層12厚度的2～3倍的氮化硅薄膜層20，形成為第二薄膜層13；所述氮化硅薄膜層20的沉積方法包括等離子體增強化學氣相沉積法(pecvd)或感應耦合等離子體-化學氣相沉積法(icp-cvd)。

步驟s4、在所述硅基本體11頂部涂覆光刻膠40，以所述光刻膠40為掩膜 (參照圖3(s4a)所示)，刻蝕所述硅基本體11頂部形成第一導向孔11a，使得所述第一導向孔11a底部到所述硅基本體11底部的距離為100～300微米(參照圖3(s4b)所示)。

步驟s5、去除所述硅基本體11頂部的光刻膠40，在所述形成有第一導向孔11a的硅基本體11頂部重新涂覆光刻膠50(參照圖3(s5a)所示)，以所述光刻膠50為掩膜，刻蝕所述第一導向孔11a底部形成限位孔11b(參照圖3(s5b)所示)，優(yōu)選的，在所述第一導向孔11a底部中心刻蝕所述限位孔11b，使得所述限位孔11b貫穿所述硅基本體11到達所述第一薄膜層12，所述限位孔11b的橫向尺寸為200～1800微米；其中，刻蝕所述硅基本體11頂部形成限位孔11b的刻蝕方法為bosch工藝深硅刻蝕。

步驟s6、去除形成有所述第一導向孔11a以及所述限位孔11b的硅基本體11頂部的光刻膠50。

其中，在步驟s4、步驟s6中，去除光刻膠的方法采用的是濕法去膠的方法。

實施例3

參照圖4，由于大面積刻蝕會導致刻蝕面的平整度降低，從而造成定位偏差，所以，為了改善所述夾具1定位的精確性，在本實施例中夾具結(jié)構(gòu)與實施例不同之處包括所述夾具1還包括第二導向孔11c。具體的，所述第一導向孔11a底部兩端分別向下、與所述限位孔11b平行延伸出第二導向孔11c。

參照圖5(s1-s8)，本實施例中所述夾具制造方法與實施例1夾具制造方法不同之處在于還包括：

步驟s7、在所述形成有第一導向孔11a以及限位孔11b的硅基本體11頂部涂覆光刻膠60(參照圖5(s7a)所示)，以所述光刻膠60為掩膜，刻蝕所述第一導向孔11a底部形成第二導向孔11c(參照圖5(s7b)所示)，所述第二導向孔11c分別位于所述限位孔11a兩側(cè)。

步驟s8、去除形成有所述第一導向孔11a、所述限位孔11b以及所述第二導向孔11c的硅基本體11頂部的光刻膠60。

其中，在步驟s8中，去除光刻膠的方法采用的是濕法去膠的方法。

參照圖6(s1-s7)，本實施例夾具也可以通過實施例2所述的夾具制造方法來制造，具體步驟包括：

步驟s1、在所述硅基本體11頂部以及底部分別沉積一層氧化層10，其中，所述硅基本體11的厚度不大于1毫米。

步驟s2、通過刻蝕去除所述硅基本體11頂部的氧化層10，所述硅基本體11底部的氧化層10形成為第一薄膜層12，所述第一薄膜層12的材質(zhì)為氧化硅，所述第一薄膜層的厚度為1～2微米。

其中，可以通過干法刻蝕、濕法刻蝕或cmp拋光等方法去除所述硅基本體11頂部的氧化層10。

步驟s3、在所述第一薄膜層12的底部沉積厚度為所述第一薄膜層12厚度的2～3倍的氮化硅薄膜層20，形成為第二薄膜層13；所述氮化硅薄膜層20的沉積方法包括等離子體增強化學氣相沉積法(pecvd)或感應耦合等離子體-化學氣相沉積法(icp-cvd)。

步驟s4、在所述硅基本體11頂部涂覆光刻膠40(參照圖6(s4a)所示)，以所述光刻膠40為掩膜，刻蝕所述硅基本體11頂部形成第一導向孔11a，使得所述第一導向孔11a底部到所述硅基本體11底部的距離為100～300微米(參照圖6(s4b)所示)。

步驟s5、去除所述硅基本體11頂部的光刻膠40，在所述形成有第一導向孔11a的硅基本體11頂部重新涂覆光刻膠70(參照圖6(s5a)所示)，以所述光刻膠70為掩膜，刻蝕所述第一導向孔11a底部形成第二導向孔11c(參照圖6(s5b)所示)。

步驟s6、去除所述硅基本體11頂部的光刻膠70，在所述形成有第一導向孔11a以及第二導向孔11c的硅基本體11頂部重新涂覆光刻膠80(參照圖6(s6a)所示)，以所述光刻膠80為掩膜，刻蝕所述第一導向孔11a底部形成限位孔11b(參照圖6(s6b)所示)，優(yōu)選的，在所述第一導向孔11a底部中心刻蝕所述限位孔11b，使得所述限位孔11b貫穿所述硅基本體11到達所述第一薄膜層12，所述限位孔11b的橫向尺寸為200～1800微米；其中，所述第二導向孔11c分別位于所述限位孔11a兩側(cè)，刻蝕所述硅基本體11頂部形成限位孔11b的刻蝕方法為bosch工藝深硅刻蝕。

步驟s7、去除形成有所述第一導向孔11a、所述限位孔11b以及所述第二導向孔11c的硅基本體11頂部的光刻膠80。

其中，在步驟s5、s6、s7中，去除光刻膠的方法采用的是濕法去膠的方法。

以上所述僅是本申請的具體實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本申請的保護范圍。