(57)【要約】      （修正有）【課題】ホルダ内に低コストで正確に装着することを可能にするマイクロ構成要素ホルダおよびその製造方法を提供する。【解決手段】マイクロ構成要素ホルダ１００は、マイクロスケールの構成要素をその中に受けるための少なくとも１つの開口部１０２を含む。少なくとも１つのループ形状の支持部材１０４が、マイクロ構成要素ホルダ１００内にマイクロスケールの構成要素を保持するためにマイクロスケールの構成要素に接触するために開口部のまわりに配置される。支持部材１０４は弾性的に変形してスプリングのように機能しても良く、これによりマイクロスケール物体、たとえば、レンズ、または、他のマイクロ光学、マイクロ機械、マイクロ電気機械および他のマイクロスケールシステムの部品を確実に保持することを可能にする。【選択図】図１
2006198763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロスケールの構成要素を保持するためのマイクロ構成要素ホルダであって、
マイクロスケールの構成要素をその中に受けるための少なくとも１つの開口部と、
マイクロスケールの構成要素に接触し、マイクロ構成要素ホルダ内にマイクロスケールの構成要素を保持するために、開口部のまわりに配置された少なくとも１つのループ形状の支持部材と、
を含むマイクロ構成要素ホルダ。
【請求項２】
組み立て品中にマイクロスケールの構成要素を位置決めするのを容易にするために、開口部に対して選択された位置に配置される基準面をさらに含む請求項１記載のマイクロ構成要素ホルダ。
【請求項３】
基準面が、平らなエッジ、窪みまたはスルーホールを含む、請求項２記載のマイクロ構成要素ホルダ。
【請求項４】
マイクロ構成要素ホルダが、ケイ素を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ構成要素ホルダ。
【請求項５】
少なくとも１つの支持部材は、ホルダ内に構成要素を弾力性により保持するために弾力性がある請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ構成要素ホルダ。
【請求項６】
少なくとも１つの支持部材は、開口部のサイズよりもより大きなサイズを有する構成要素を収容するために変形可能である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロ構成要素ホルダ。
【請求項７】
複数の前記支持部材を含み、支持部材は環状リングのまわりに配置される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のマイクロ構成要素ホルダ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの開口部が２つの開口部を含み、ホルダは、第１の開口部を含む第１の装着部材および第２の開口部を含む第２の装着部材を含み、ホルダは、第１および第２の開口部内に配置されたロッドを含み、第１および第２の装着部材を整列配置する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロ構成要素ホルダ。
【請求項９】
マイクロスケールの構成要素を保持するためのマイクロ構成要素ホルダであって、
マイクロスケールの構成要素をその中に受けるための少なくとも１つの開口部と、
マイクロスケールの構成要素に接触し、マイクロ構成要素ホルダ内にマイクロスケールの構成要素を保持するために開口部に配置された少なくとも１つの支持部材と、
組み立て品中の選択された位置にマイクロスケールの構成要素を位置決めするのを容易にするために、少なくとも１つの開口部に対して選択された位置に配置される基準面と、
を含むマイクロ構成要素ホルダ。
【請求項１０】
支持部材が片持ち梁を含む、請求項９に記載のマイクロ構成要素ホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロスケール物体、たとえば、レンズ、または、他のマイクロ光学、マイクロ機械、マイクロ電気機械および他のマイクロスケールシステムの部品を保持するためのマイクロスケール装置に関する。本発明はまた、かかる装置を作るための方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光学システムは、典型的に様々な別々の構成要素、たとえば、光源、デテクタ、レンズ、グレーティング、ミラー、ビームスプリッタ、モジュレータ、フィルタ、偏光子、コリメータ、シャッタ、チョッパ（ｃｈｏｐｐｅｒ）などを含む。かかる従来の構成要素は、通常、センチメートルかまたはそれよりも大きいオーダーの寸法を有する。したがって、従来のシステムでは、精密に機械加工されたセンチメートルスケール部品、たとえば、ホルダとして作用する固定具またはグリップ、取り付け具、調整可能なポジショナ、および、様々な光学構成要素のための整列配置ツールを使用して、別々の構成要素が、オプティカルベンチ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｂｅｎｃｈ）上に位置決めされ整列配置される。しかし、新しい世代の光学システムは、劇的に小型化されており、数十ミクロンまたはそれよりも小さいスケールの寸法の光学構成要素を使用し、これらは、従来の固定具またはグリップに適合しない。かかるマイクロ光学構成要素の操作、特に、その相対的な位置決め、整列配置および配向に関した操作は、問題があることが多い。加えて、多くの新興の用途は、かかるマイクロ構成要素ホルダに、特に、操作されている構成要素の定まらない形状および小さな寸法とのその適合性に関して、並びにその操作の精密性および正確性に関して、難問でありますます厳しい要件を課す。さらに、かかるマイクロ構成要素ホルダのさらなる考慮すべき事項は、それらの使用の容易さ、製造可能性、再現性およびコストを含む。したがって、かかるマイクロ構成要素を取り扱い装着するためのよりよい装置が必要とされている。これらの必要とされる装置は、たとえば、構成要素を保持し、操作するための把持ツールを含む。具体的には、マイクロ構成要素を、はずせるように装着するかまたは永久にまたは半永久に装着するかのいずれかのために、装填することができる装置が必要とされている。装置はそれ自体が、それら装填される構成要素とともに、製品または組み立て品の一部として、システムまたは器械内に組み込まれてもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
たとえば、マイクロ構成要素ホルダが必要とされる重要且つ代表的な用途は、フォトダイオードおよびレーザダイオードと関係している。これらの半導体デバイスは、数十から数百ミクロンの範囲のダイ寸法を有し、範囲が数ミクロンしかない感光性区域または放射表面を有することが多い。デテクタおよびレーザダイオードは、相当する寸法のマイクロレンズをレーザまたはデテクタに近接して位置決めすることによって、典型的に光学システムに連結される。したがって、効果的な光結合のために、正確性、一貫性および再現性に関して、かかる構成要素のサブミクロン許容範囲内の配置および整列配置が望ましい。さらに、かかるデバイスが、低コストで高精密度で大量生産できることが望ましいことが多い。現在では、半導体デバイスおよび他のマイクロスケール光学構成要素を整列配置するために、走査、リアルタイム光学測定およびフィードバックを使用する高価で回りくどいマイクロ操作システムが使用される。したがって、ホルダ内にマイクロ構成要素を低コストで正確に装着することを可能にするマイクロ構成要素ホルダの必要性が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様にしたがって、マイクロスケールの構成要素を保持するためのマイクロ構成要素ホルダが提供される。マイクロ構成要素ホルダは、マイクロスケールの構成要素をその中に受けるための少なくとも１つの開口部を含む。少なくとも１つのループ形状の支持部材が、マイクロスケールの構成要素に接触するために、開口部のまわりに配置され、マイクロ構成要素ホルダ内にマイクロスケールの構成要素を保持する。
【０００５】
本発明のさらなる態様にしたがって、マイクロスケールの構成要素を保持するためのマイクロ構成要素ホルダが提供される。マイクロ構成要素ホルダは、マイクロスケールの構成要素をその中に受けるための少なくとも１つの開口部を含む。少なくとも１つの支持部材が、マイクロスケールの構成要素に接触するために、開口部に配置され、マイクロ構成要素ホルダ内にマイクロスケールの構成要素を保持する。基準面が開口部に対して選択された位置に配置され、組み立て品における選択された位置にマイクロスケールの構成要素を位置決めするのを容易にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
前述の課題を解決するための手段および下記の本発明の好適な実施の形態の詳細な説明は、添付の図面と併せて読まれるときに、もっとも良く理解される。
【０００７】
次に図面を参照すると、類似要素には図面を通して類似符号が付され、特に図１および２において、本発明にしたがったマイクロ構成要素ホルダ１００が示される。ホルダ１００は、通常、環状形状を有していてもよく、ホルダ１００の外周のまわりに配置された環状外側セグメント１０３を含んでもよい。マイクロ構成要素ホルダ１００は、ホルダ１００内にマイクロ構成要素を保持するために、ホルダ１００の外側環状セグメント１０３から内向きに延びる１つまたはそれ以上の支持部材１０４を含んでもよい。支持部材１０４は、間に開口部１０２を提供するように構成され得、その中に、マイクロレンズをはじめとするマイクロ構成要素１１０が位置決めされホルダ１００によって保持され得る。図１に例示されるように、開口部１０２は、通常は円形または他の好適な形状を有し得る。
【０００８】
たとえば、支持部材１０４は、ループ形状であってもよく、支点１０５で外側環状セグメント１０３に一体となって結合される２つの端１１１を有し得る。あるいは、図３に例示されるように、マイクロ構成要素ホルダ３００は片持ち梁式の支持部材３０４を含んでもよく、これは、支点３０５でホルダ３００の周囲へ一体的な結合の単一点を備えたスパイラルアームの形状を有する。
【０００９】
図１の構成に戻ると、支持部材１０４は、中央ループ部分１０７を含んでもよく、これは装着表面１０９を含み、それは、ホルダ１００に保持されるべきマイクロ構成要素の形状に相補的な形状を有してもよい。たとえば、図２に例示されるように、中央ループ部分１０７は、円形のマイクロ構成要素たとえばマイクロレンズ１１０に契合するのに好適な弓形形状を有してもよい。あるいは、支持部材１０４は、具体的に形状づけられたマイクロ構成要素を保持するのに合わせた他の形状を有してもよい。支持部材１０４は、窪んだ範囲、たとえば溝をさらに含んでもよく、または、ホルダ１００にマイクロ構成要素を保持するのを補助するために、突起物たとえばタブ１０６を含んでもよい。例示された特定の構成において、３つの支持部材１０４は、マイクロ構成要素１１０の外周のまわりに３つの等角位置でマイクロ構成要素１１０の側部に接触するタブ１０６を有する。
【００１０】
支持部材１０４は、開口部１０２内にマイクロ構成要素１１０を配置するときにたとえば半径方向に変形してもよく、そのため、支持部材１０４は、マイクロ構成要素１１０の形状に一致し、それによって、ホルダ１００内にマイクロ構成要素１１０をしっかり保持するのを補助する。支持部材１０４は、その形状、サイズ、および、構造物の材料に基づいて変形するように設計されてもよい。特に、支持部材１０４は、弾性的にまたは非弾性的に変形してもよい。たとえば、支持部材１０４は、弾力的に変形してスプリングのように機能してもよく、マイクロ構成要素１１０に対する力を提供し、ホルダ１００内にマイクロ構成要素を保持する。たとえば、環状ホルダ、たとえばホルダ１００等のために、支持部材１０４は、開口部１０２の中心に向けて方向づけられた、半径方向に内向きの力を提供するように構成されてもよい。特に、ホルダ１００内にマイクロ構成要素１１０の自動中心化を可能にするように支持部材１０４を構成することが望ましい場合もある。たとえば、図２および図３に示されるように、支持部材１０４、３０４は、開口部の中心の周りに対称的に配置されてもよく、そのため、円形のマイクロ構成要素１１０、３１０は開口部内で自動中心化される。
【００１１】
ホルダ１００はまた、開口部１０２の中心に対して固定された既知の位置に配置された１つまたはそれ以上の基準面１０８たとえばエッジを望ましく含むことができ、そのため、保持されたマイクロ構成要素１１０は、システム内の基準面１０８の位置に基づいてシステムの他の構成要素に対して既知の位置に置かれることができる。この関連で、ホルダ１００は、環状セグメント１０３、支持部材１０４および基準面１０８を包含する一体となった部分を望ましく含むことができる。一体となった部分を提供することは、基準装着面１０８と支持部材１０４との間の位置の正確性を推進し、それによって、別々の構成要素を組み立てることに関連する整列配置エラーの可能性を回避する。一体となったホルダは、マイクロマシニングおよび／またはフォトリソグラフィプロセスに受け入れられうる材料たとえばシリコンウェーハから作製されてもよい。
【００１２】
基準面１０８は、ホルダ１００の周囲に、または周囲の内部に位置してもよく、ホルダ１００に基準を提供するのに適したいずれの形状を有してもよく、それから、マイクロ構成要素１１０の所望の構造の位置を決定することができる。たとえば、基準面１０８は、図１〜３に示されるように、開口部１０２の中心に対して既知の位置に配置された平らな表面を含んでもよい。基準面１０８は、開口部１０２の中心の周りの回転対称ではない構造物たとえば平らな表面を望ましく含むことができ、そのため、ホルダ１００の独特な傾斜配向が決定されてもよい。かかる構成は、回転非対称な特性を有するマイクロ構成要素たとえば直線偏光子とともに使用されることが特に望ましい場合がある。基準面１０８は、装着表面を提供することもでき、これに関連して、スロットに座して適切な位置決めを補助することができる。さらに、マイクロ構成要素ホルダ１００は、一次元に動くことを可能にする溝に基準面１０８を座すことによって、ベースプレートの表面上を平行移動し、整列配置され得る。
【００１３】
あるいは、図４および図５に示されるように、１つまたはそれ以上の基準面が、たとえばソケット４０６の形態でマイクロ構成要素ホルダ４００の内部に、設けられてもよい。ソケット４０６は、マイクロスフェア４１２をはじめとする位置合わせ要素を受けるのに好適な、マイクロ構成要素ホルダ４００を貫く円筒形の穴を含んでもよい。マイクロ構成要素ホルダ４００は、マイクロスフェア４１２を受けるために構成された窪み４１０を有するベースプレート４０８に対して整列配置することができる。窪み４１０は、マイクロ構成要素ホルダ４００のソケット４０６に対して対応する配列でベースプレート４０８に位置し、そのため、各マイクロスフェア４１２は、ホルダソケット４０６および対向するベースプレート窪み４１０内に座することができる。マイクロスフェア４１２の各々は対向するソケット４０６／窪み４１０対の間に契合するため、マイクロ構成要素ホルダ４００が、ベースプレート４０８に対するさらなる平行移動または回転運動をすることを阻止し、したがって、マイクロ構成要素ホルダ４００をベースプレート４０８に対して整列配置させる。したがって、ホルダ４００の開口部４０２内に保持されたマイクロ構成要素、たとえばレンズは、最適に位置決めされることができ、ベースプレート４０８上に装着されたマイクロ構成要素４１４、たとえばデテクタまたはレーザダイオードに光学的に連結され得る。
【００１４】
本発明のさらなる態様において、図６は、複数のマイクロ構成要素ホルダプレート６０２、６０４、６０６を使用し、各々は１つまたはそれ以上のマイクロ構成要素ホルダ６２０を含み、各々は、図１〜３に関して述べられたものに類似または相似した、マイクロ構成要素６１０、６１２、６１４に接触し保持する構造的要素を備えた環状形状の開口部として実現されるマイクロ構成要素ホルダの段状配列６００を示している。ホルダプレート６０２、６０４、６０６は、装着要素６０８たとえばロッドを使用して互いに接続され、装着要素６０８は、整列配置ピンおよび／または支持カラムとして機能し、これは、ホルダプレート６０２、６０４、６０６のそれぞれのマイクロ構成要素ホルダ６２０内に保持されてもよく、ホルダプレート６０２、６０４、６０６を差し引きして、プレートの均一に間隔をおいた段を形成する。加えて、各ホルダプレート６０２、６０４、６０６の１つまたはそれ以上のマイクロ構成要素ホルダ６２０には、マイクロ構成要素６１０、６１２、６１４が装填され得る。積み重ねられたマイクロ構成要素ホルダ６２０のかかる組み立て品は、複数のマイクロ構成要素が、たとえば共通の光学軸に沿って、正確に整列配置されるのを可能にする。たとえば、マイクロ構成要素たとえばダイ６１０は、選択されたホルダプレート６０２に結合されてもよく、他のホルダプレート６０４、６０６に配置されたマイクロ構成要素６１２、６１４（たとえばレンズ）に整列配置されてもよい。ダイ６１０は、たとえば、デテクタ、レーザダイオードまたは発光ダイオードを含んでもよい。プレートの間の間隔は、整列配置ロッドに平行に力を加えてホルダプレートをロッドに沿ってスライドさせることによって、調整されてもよい。任意に、同一構成のマイクロ構成要素ホルダ６２０は、装着要素６０８ならびにマイクロ構成要素６１２、６１４を保持するために使用されてもよい。すなわち、マイクロ構成要素ホルダ６２０は、図６に示されるように、マイクロレンズをはじめとするマイクロ構成要素６１２、６１４と、または整列配置ロッド６０８とのどちらかを受け入れるように構成されてもよい。
【００１５】
上述の一体となったマイクロ構成要素は、たとえば半導体デバイスを作るのに使用される、研磨されたシリコンウェーハのリソグラフィおよびドライエッチング（たとえば反応性イオンエッチング）を含むマイクロ加工技術によって作られてもよい。本発明において、フォトレジストによって保護されていないシリコンの部分を選択的に且つ完全に除去するためエッチングを使用してもよい。かかる場合に、マイクロ構成要素ホルダのための設計および特に装着要素のための設計は、すべての形態的特徴の連続性に望ましくは依存することができ、特に、装着要素は、装置の環状部分と連続したものであり得る。この点に関して、装着要素の形状および寸法は、ウェーハの厚さおよび固有の機械的特性とともに、装着要素の弾性的性質および定まらない形状およびサイズの物体をクランプする際の有用性を決定する。
【００１６】
マイクロ構成要素ホルダは、多数の技術によって作ることができる。下記の実施例は、マイクロ構成要素ホルダを実現するために実行可能な方法を代表する３つの取り組みを提供する。しかし、これらのプロセスには多数の修正例があり、ならびに、これも実用可能である代替のプロセスおよび技術があることを当業者は理解する。
【実施例】
【００１７】
実施例１：電鋳法による金属マイクロ構成要素ホルダの作製
マイクロ構成要素ホルダは、電鋳技術によって作ることができ、それによって、支持基体上に堆積されたフォトレジストコーティングにリソグラフィック的に画定される鋳型に、金属を電気めっきすることによって、金属ホルダ構造物が形成される。電気めっきされた金属部分の形状は、パターン化されたフォトレジスト層の形状に従う。電鋳された部分は、次いで、フォトレジストがコーティングされた基体から分離される（鋳造工作物を金型から解放するのに幾分似ている）。
【００１８】
マイクロ構成要素ホルダを電鋳するのに使用される鋳型を作るために、フォトレジストが、導電性基体、たとえばドープされたシリコンウェーハに適用される。典型的に、シリコンウェーハは、最初に、蒸発コーティングまたはスパッタリングによって付着された薄い（たとえば５０〜２００Å）導電性金属層（たとえば、Ｔｉ、Ｃｒ）でコーティングされる。この最初に堆積された金属層には、次いで、第２の導電層、たとえば、金、プラチナ、銅またはニッケルのフィルムがコーティングされ、厚さは典型的に１５０〜４００Åの範囲である。第２の層は、「下塗り」または「シード」層として機能し、基体への接着を促進し、めっきプロセスのための導電性経路を提供する。次に、導電性基体に厚い（たとえば、３０〜４００ミクロン）フォトレジストがコーティングされ、これは、次の電気めっき工程でマスクとして作用する。フォトレジストは、フォトリソグラフィ技術によってパターン化される。パターン化は、フォトレジストマスクに開口を生成し、これは、基体をめっき浴に浸漬する際に、基体の選択された範囲を電解めっき溶液へ露出する。金属をめっきするために、基体は金属構成要素または金属構成要素群を備えた溶液を含む電気めっき浴に浸漬される。基体の裏側（フォトレジスト層を担持する基体の側の反対）は、電力供給へ接続され、そのため、基体は電解めっき反応の電極として機能する。第２の電極もまためっき浴に浸漬される。基体と第２の電極との間に課される電圧差の極性および大きさは、電解めっき反応で、基体がカソードとして機能し、第２の電極がアノードとして機能し、めっき浴溶液の金属構成物質がカソード基体上に堆積するようにされる。フォトレジスト層は電気絶縁であるため、実際に、フォトレジスト層自体上には金属の電着はない。他方、パターン化プロセスにおいて除去され且つ上記パターン化の結果として下にある基体の領域がめっき溶液に曝されるフォトレジスト層の部分は、金属の選択的電気めっきを経験する。典型的に、電気めっきされた金属としてニッケルが使用されるが、他のめっきされた金属たとえば金、銅、ニッケル−鉄、ニッケル−コバルトおよび他の合金が使用されてもよい。
【００１９】
電鋳された部分の厚さを増やすために、めっきおよびフォトリソグラフィパターン化の数工程が、続けて行われてもよい。最終工程は、たとえば、フォトレジスト層を溶解することによって、基体ウェーハからマイクロ構成要素ホルダを解放することである。実際に、フォトレジストパターンは、めっきプロセスにおいて同一のウェーハ上に同時に電鋳される複数のマイクロ構成要素ホルダを画定し、さらに数ウェーハまたはそれ以上のウェーハをバッチ操作で処理することができる。したがって、別々の構成要素の間で程度の高い再現性および一貫性を備えた、多数のマイクロ構成要素ホルダを費用効果の高いやり方で製造することができる。
【００２０】
実施例２
エッチングによるケイ素マイクロ構成要素ホルダの作製
作製の連続段階で工作物の側部断面図が描かれる図７に概略的に示されるように、下記のプロセスを使用して、本明細書に開示された設計にしたがってシリコンウェーハからマイクロ構成要素ホルダを形状づけることができる。
【００２１】
図７ａのように、出発原料はシリコンウェーハ７０２である。ウェーハの厚さは、マイクロ構成要素部分の目標とされる最終的な厚さおよびその所望の機械的特性に依存し、典型的に４００〜１０００ミクロンの範囲である。好適なシリコンウェーハが一般に使用され、シリコン半導体デバイスおよび集積回路の作製のためのマイクロエレクトロニクス業界において商業的に入手可能である。
【００２２】
ウェーハは、たとえば、酸素プラズマで清浄される。次の工程（図７ｂ）で、２００ｎｍ厚アルミニウムマスキング層７０４、７０６が、スパッタ堆積、または、熱または電子ビーム蒸発を使用して、ウェーハ７０２の両側に堆積される。ウェーハ７０２の裏側と称される、ウェーハの一方の側に形成されたアルミニウム層７０４は、エッチング停止層、すなわち、保護バリアコーティングとして作用し、これはその後のシリコンエッチングプロセスに特に抵抗性がある。裏側の反対のウェーハ７０２の側は、ウェーハの前側と称される。ウェーハの前側上のアルミニウムマスキング層７０６は、パターン化されるべき類似エッチングバリア機能を提供し、ケイ素基体のエッチング中のステンシル（ｓｔｅｎｃｉｌ）としての役目を果たす。クロムをはじめとする他の金属、または、ケイ素表面の熱酸化によって形成される二酸化ケイ素を含む誘電層もまた、たとえば、エッチングマスクとして使用することができる。シリコンウェーハの一方の表面の下に組み込まれた酸化層を含むシリコンオンインシュレータ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ：ＳＯＩ）ウェーハ、および、レジストマスク付ウェーハもまた使用することができる。金属または誘電性のマスク層の最良の厚さは、マイクロ構成要素ホルダを形状づけるのに使用されるシリコンエッチング工程の特性に高度に依存する。
【００２３】
次の工程（図７ｃ）で、フォトレジスト層７０８がウェーハ７０２の前側に適用され、マスク整列配置システムのフォトリソグラフィマスクを介して紫外線で露光される。フォトレジスト層７０８は、市販の現像溶液で現像され、ベークされる。図７ｄに示されるように、露光および現像のプロセス工程は、選択的に範囲を除去し、それを通って工作物が露光されるフォトリソグラフィマスクによって画定されるパターンにしたがってフォトレジスト層７０８の開口７１０を提供する。次いで、フォトレジスト層７０８によって保護されていないアルミニウム範囲７１４が、リン酸溶液でシリコンウェーハ７０２からエッチングされ、図７ｅに示されるように、フォトレジストマスク開口７１０にしたがって露出されたケイ素表面７１６を残す。図７ｆに対応するプロセスのこの段階で、フォトレジストはその目的を果たし、フォトレジスト製造業者により推奨される溶剤を使用して工作物から剥がすことができ、裏側は連続金属フィルム７０４によって保護され且つ反対の前側は金属フィルム７０６のリソグラフィパターン化によって実現される金属マスクステンシル７１８によって保護されたシリコンウェーハ７０２を残す。
【００２４】
図７ｇに示されるように、マイクロ構成要素ホルダの形状を規定するパターン化されたアルミニウムマスク７１８を備えたシリコンウェーハ７０２は、次いで、「ドライ」反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プロセスに付され、これは、アルミニウムマスクによって保護されていない範囲７１６のケイ素を除去する。反応性イオンエッチイングは、ボッシュ法  （Ｆ．ＬａｅｒｍｅｒおよびＡ．Ｓｃｈｉｌｐ、「ケイ素を異方性エッチングする方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）」、ＲｏｂｅｒｔＢｏｓｃｈ  ＧｍｂＨ：米国特許第５，５０１，８９３号、これは参照して本明細書に組み込まれる）にしたがって実施されてもよい。反応性イオンエッチングは、フォトリソグラフィマスク７１８によって画定されるパターンにしたがって、シリコンウェーハ７０２を形状づける。シリコンエッチングは、ウェーハ７０２を浸食して、選択された範囲７２０においてウェーハ７０２を貫通して完全にエッチングする。
【００２５】
次いで、反応性イオンエッチング後に、且つ、図７ｈに示されるように、シリコンウェーハ７０２の両側から金属マスク７０４、７０６は、たとえばアルミニウムマスクの場合には、塩酸エッチャントを使用して、シリコンウェーハ７０２から剥がされる。設計にしたがって、エッチ工程後に残っているケイ素は、十分な構造的安定性を備えた単一の連続片７２２である。一般に、シリコンウェーハの周囲の一部は保護され、エッチングにおいて保存され、取扱を容易にする。典型的に、複数のマイクロ構成要素ホルダのための複数の繰り返されるパターンを備えたフォトリソグラフィマスクが使用され、そのため、多くのホルダを同時に作製することができる。個別のレンズ（または他のマイクロ構成要素）ホルダは、次いで、シリコンウェーハ７０２を切断するかまたはダイスカットすることによって、ケイ素工作物から単一化される。
【００２６】
実施例３：ポリマーマイクロ構成要素ホルダの作製
マイクロ構成要素ホルダを作製するための方法の第３の実施例として、構造的フォトレジストが、構成要素の形状にパターン化される。この場合、フォトレジストは、単に、それによってマイクロ構成要素ホルダ部材が形状づけられる手段ではなく、むしろ、構成要素は、フォトレジスト材料自体から構成される。すなわち、フォトレジストは、非犠牲的である。フォトレジストの厚い層が基体に適用される。フォトレジストは、パターン化され、現像され、硬化される。形状づけられたフォトレジストは、次いで、その基体から分離され、自立マイクロ構成要素ホルダをもたらす。構造的フォトレジストたとえばＳＵ−８（マイクロケム社（Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ，  Ｉｎｃ．）、マサチューセッツ州ニュートン）が、この作業にはよく適している。ＳＵ−８はエポキシ型の近紫外感応フォトレジストであり、十分なアスペクト比を達成しながら、１ミリメートルを超える厚さで処理されることができる。
【００２７】
本発明の広い発明的概念から逸脱することなく、上述の発明に、変更または修正を行い得ることが、当業者に認識される。したがって、本発明は本明細書に開示された特定の実施の形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に規定されたような本発明の範囲内であるすべての修正および変更をカバーすると意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】平らな装着表面を有し且つホルダ内にマイクロ構成要素を保持するための３つの内向きに方向づけられたループ形状の支持部材を有する、本発明にしたがったマイクロ構成要素ホルダを概略的に例示する。
【図２】図１の環状レンズホルダを概略的に例示するが、その中に配置されたマイクロレンズを備える。
【図３】数枚の周囲の平らな装着表面を有し且つホルダ内にマイクロ構成要素を保持するためのスパイラルアームの形状の３つの支持部材を有する、本発明にしたがった別のマイクロ構成要素ホルダを概略的に例示する。
【図４】台の上で類似形状のソケットに向かい合って位置決めされる複数のソケットを備え、且つ、レンズホルダのための自己整列スタンドオフ（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｉｎｇ  ｓｔａｎｄｏｆｆ）として機能する、レンズホルダおよび台に対応するソケットに座すボールを備えたレンズホルダの斜視図を概略的に例示する。
【図５】図４に示されたレンズホルダの上部斜視図を概略的に例示する。
【図６】数種類の光学構成要素を位置決めし整列するために平行構成に積み重ねられた複数のレンズホルダの段状配列を概略的に例示する。
【図７】リソグラフィおよび反応性イオンドライエッチングを使用してマイクロレンズホルダのマイクロ加工のためにプロセスフロー説明を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００、３００、４００、６２０  マイクロ構成要素ホルダ
１０２  開口部
１０３  外側環状セグメント
１０４、３０４  支持部材
１０５、３０５  支点
１０６  突起物たとえばタブ
１０７  中央ループ部分
１０８  エッジ
１０９  装着表面
１１０、３１０、４１４、６１０、６１２、６１４  マイクロ構成要素
１１１  端
４０６  ソケット
４０８  ベースプレート
４１０  窪み
４１２  マイクロスフェア
６００  段状配列
６０２、６０４、６０６  マイクロ構成要素ホルダプレート
６０８  装着要素
７０２  シリコンウェーハ
７０４、７０６  アルミニウムマスキング層
７０８  フォトレジスト層
７１０  フォトレジストマスク開口
７１４  アルミニウム範囲
７１６  ケイ素表面、アルミニウムマスクによって保護されていない区域
７１８  金属マスクステンシル
７２０  選択された範囲
７２２  連続片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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