[發(fā)明專利]一種旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110582001.1
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113307224A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉京;焦繼偉;費躍;陳思奇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海芯物科技有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明實施例公開了一種旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：提供襯底和掩膜版，掩膜版包括第一曝光口和第二曝光口；通過掩膜版對所述襯底進行掩模曝光的同時勻速移動襯底，以在襯底上形成斜坡結(jié)構(gòu)，斜坡結(jié)構(gòu)包括第一斜坡面和第二斜坡面；制備可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和電極結(jié)構(gòu)，電極結(jié)構(gòu)包括第一電極和第二電極，第一電極與斜坡結(jié)構(gòu)電連接，第二電極與可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)電連接，可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)用于根據(jù)第一電極和第二電極之間的靜電力進行旋轉(zhuǎn)。利用移動光刻的方法制備斜坡結(jié)構(gòu)，斜坡結(jié)構(gòu)制備簡單，解決現(xiàn)有技術(shù)中通過多次光刻工藝制備斜坡結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜的技術(shù)問題；同時利用移動光刻的方法制備斜坡結(jié)構(gòu)時，斜坡結(jié)構(gòu)的傾斜角度可調(diào)，斜坡結(jié)構(gòu)制備靈活。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及微機電系技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的制備方法。

背景技術(shù)

在微機電系統(tǒng)領(lǐng)域，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于自適應(yīng)光學(xué)的波陣面校正、空間光調(diào)制、光學(xué)元件對準(zhǔn)、顯微操縱器、光開關(guān)、光衰減器和光學(xué)多路復(fù)用器等方面

按照旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動方式不同，主要分為：電磁驅(qū)動、電熱驅(qū)動、壓電驅(qū)動和靜電驅(qū)動等。電磁驅(qū)動是利用電磁體或者永磁體產(chǎn)生的磁場力作為驅(qū)動力，該驅(qū)動方式的驅(qū)動電流大，能量消耗較大，且磁性薄膜的制造和外磁場的施加非常困難。電熱驅(qū)動是利用驅(qū)動電流使材料受熱膨脹產(chǎn)生驅(qū)動力，因此響應(yīng)速度低，功耗大，且受環(huán)境溫度影響較大，精度較低。MEMS壓電制造工藝還不成熟，制造難度大，性能不穩(wěn)定，使得MEMS壓電驅(qū)動器件還未能在市場上得到成熟的應(yīng)用。靜電驅(qū)動是目前研究最多的一種，一般在結(jié)構(gòu)中引入一對或多對電極，通過電極間的靜電力驅(qū)動運動。

使用靜電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)主要使用梳齒驅(qū)動和平板驅(qū)動兩種方式，梳齒驅(qū)動通過驅(qū)動不同方向的梳齒亦可以實現(xiàn)二維旋轉(zhuǎn)。但是由于梳齒及其縫隙尺寸一般在微米級別，一旦有灰塵顆粒掉入其中就可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)卡死，器件無法正常工作，所以對封裝環(huán)境及封裝都需要特別注意微小顆粒的影響。平行板驅(qū)動結(jié)構(gòu)中，由于靜電力大小和距離的平方成反比，同時為了防止上下電極產(chǎn)生吸合效應(yīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞，上下極板間需要很大的電極距離。

現(xiàn)有技術(shù)中，制備平行板驅(qū)動結(jié)構(gòu)可以采用灰度掩模光刻或者M2LIGA技術(shù)。灰度掩膜根據(jù)制作設(shè)備及原理可分為直寫灰度掩膜、模擬灰度掩膜。直寫灰度掩膜的特點是精度較高，但所需設(shè)備十分昂貴，且制作灰度掩膜的速度慢、成本高。模擬灰度掩膜的中網(wǎng)板和濃淡點圖的空間頻率限制了最小特征尺寸的進一步縮小。M2LIGA技術(shù)存在成本昂貴(X光源需要昂貴的加速器)，用于X光光刻的掩膜版本身就是3D微結(jié)構(gòu)，復(fù)雜，周期長等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)制備復(fù)雜、制備成本高的技術(shù)問題。

本發(fā)明實施例提供一種旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的制備方法，用于制備靜電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括斜坡結(jié)構(gòu)和可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；

所述制備方法包括：

提供襯底和掩膜版，所述掩膜版包括第一曝光口和第二曝光口；

通過所述掩膜版對所述襯底進行掩模曝光的同時勻速移動所述襯底，以在所述襯底上形成斜坡結(jié)構(gòu)，所述斜坡結(jié)構(gòu)包括第一斜坡面和第二斜坡面；

制備可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和電極結(jié)構(gòu)，所述電極結(jié)構(gòu)包括第一電極和第二電極，所述第一電極與所述斜坡結(jié)構(gòu)電連接，所述第二電極與所述可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)電連接，所述可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)用于根據(jù)所述第一電極和所述第二電極之間的靜電力進行旋轉(zhuǎn)。

可選的，通過所述掩膜版對所述襯底進行掩模曝光的同時勻速移動所述襯底，以在所述襯底上形成斜坡結(jié)構(gòu)，包括：

在所述襯底一側(cè)制備第一氧化層并對所述第一氧化層進行圖案化，所述第一氧化層暴露所述斜坡結(jié)構(gòu)的制備區(qū)域；

在所述第一氧化層遠(yuǎn)離所述襯底一側(cè)以及所述第一氧化層暴露區(qū)域制備光刻膠；

通過所述掩膜版對所述光刻膠進行掩模曝光的同時勻速移動所述襯底，以在所述光刻膠上形成光刻膠斜坡結(jié)構(gòu)；