CN107607198A - 光谱仪模组及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光谱仪模组的制作方法，包括：提供至少一基板；以及通过微机电系统制程在单一的上述基板上形成至少一定位侧边及至少一光学组件。一种光谱仪模组亦被提出。

Description

光谱仪模组及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种光学模组及其制作方法，尤其涉及一种光谱仪模组及其制作方法。

背景技术

目前已有小尺寸的微型光谱仪问世。这种微型光谱仪具有多个光学组件，例如狭缝(slit)、一对波导片与微型光栅。当光线从狭缝进入后，光线会在这对波导片之间所形成的间隙(gap)行进，并入射于微型光栅。微型光栅能分光(dispersing)此光线，以形成多道谱线光(spectral ray)。这些谱线光从微型光栅入射于于线型侦测器，而线型侦测器可将接收到的光谱线转换为电信号，再经外部元件(例如处理器)分析而得知这些光谱线的光强度。

由于微型光谱仪的尺寸小，所以微型光谱仪内的这些光学组件的配置(arrangement)必须要相当精准，且组装各个光学组件所产生的公差(tolerance)必须要控制在相当低的数值范围内，否则微型光谱仪内部会产生许多杂光(stray light)，导致量测结果失真，降低微型光谱仪的量测准确性。

发明内容

本发明提供了一种光谱仪模组，其利用精准的多个光学组件配置来帮助提升量测准确性。

本发明提供一种光谱仪模组的制作方法，其能精准地配置多个光学组件。

本发明的一实施例提出一种光谱仪模组的制作方法，其包括：提供至少一基板；以及通过微机电系统工艺在单一的上述基板上形成至少一定位侧边及至少一光学组件。

本发明的一实施例提出一种光谱仪模组，其包括多个基板以及形成于这些基板其中至少一者上的至少一光学组件。这些基板其中至少一者具有至少一定位侧边，其中定位侧边与光学组件是用微机电系统工艺所形成。

基于上述，利用微机电系统工艺在单一的基板上形成至少一定位侧边及至少一光学组件，因此定位侧边的定位精准度可以被有效提升，且光学组件的结构及位置精准度也可以被有效地提升，进而有效提升光谱仪模组整体的精准度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1A为本发明之一实施例之光谱仪模组的上视示意图。

图1B为图1A之光谱仪模组的下视示意图。

图1C为图1A之光议仪模组沿着I-I线的剖面示意图。

图2A至图2F为图1A之光谱仪模组的制作方法的流程之剖面示意图。

图3A至图3C为图1A之光谱仪模组的制作方法的另一种流程的一部分之剖面示意图。

图4为本发明之另一实施例之光谱仪模组的局部示意图。

图5A为本发明之另一实施例所使用刀切制作波导片的杂光散逸侧边之结构示意图。

图5B为本发明之又一实施例制作非直线之定位侧边以及杂光散逸侧边之结构示意图。

图6A至图6G为本发明另一实施例之光谱仪模组的制作方法的流程之立体示意图。

图7A至图7C为本发明一实施例中，使用硅晶圆为基板之示意图。

图8为本发明另一实施例使用硅晶圆为基板之区域划分示意图。

图9为本发明另一实施例所制作之波导片结构示意图。

图10为本发明一实施例中，制作非等向性蚀刻斜面之结构示意图。

图11A为本发明之另一实施例之光谱仪模组的剖面示意图。

图11B为图11A中之基板的上视示意图。

图12A至图12H是本发明另一实施例之光谱仪模组的制作方法的流程之示意图。

图13是本发明另一实施例之光谱仪模组的俯视示意图。

图14是本发明另一实施例之光谱仪模组的俯视示意图。

图15A与图15B是本发明另一实施例之光谱仪模组的制作方法的流程之示意图。

图16是在本发明另一实施例之光谱仪模组的制作方法中所形成的网状图案。

具体实施方式

本发明一实施例的光谱仪模组包括多个基板。这些基板其中至少一者具有至少一定位侧边，而每一边定位侧边是利用微机电系统工艺而形成，所以这些定位侧边的公差是在3微米(μm)以下。这些定位侧边能定位(aligning)多个光学组件，以使这些光学组件能准确地配置(arranged)，其中这些光学组件为一光谱仪的部件(part)，其例如是入光狭缝或绕射光栅。此外，上述微机电系统工艺可包括多道步骤，例如微影(photolithography，也可称光刻)以及蚀刻(etching)，其中此蚀刻可以是干蚀刻或湿蚀刻。

请参阅图1A至图1C，其中图1A为本发明之一实施例之光谱仪模组的上视示意图，图1B为图1A之光谱仪模组的下视示意图，而图1C为图1A之光议仪模组沿着I-I线的剖面示意图。以图1A至图1C为例，光谱仪模组100包括基板110与120。基板110具有定位侧边112a、112b与112c，而基板120具有定位侧边122a及122b，其中定位侧边112a与定位侧边122a切齐(be flush with)。此外，在本实施例中，光谱仪模组100还包括一光谱仪的多个光学组件114a、114b、114c、114d、124a、124b及124c。不过，在其他实施例中，光谱仪模组100所包括的光学组件的数量可以仅为一个。此外，基板110与120两者至少一者可以构成外壳(housing)的一部分。

以上所有定位侧边与所有光学组件皆采用微机电系统工艺所形成，因此定位侧边112a～112c、122a与122b，以及光学组件114a～114d与124a～124c都具有高精准度。所以，当狭缝元件130抵靠于定位侧边112a与122a，而光栅140抵靠于定位侧边112b时，狭缝元件130与光栅140两者的配置可被精准地确定。也就是说，定位侧边112a、122a与112b能帮助狭缝元件130与光栅140两者处于正确的位置(position)与方位(orientation)。如此，入射光50能正确地通过狭缝元件130，并入射于光栅140，以使光栅140将入射光50分光而产生多道波长不同的谱线光52。

此外，定位侧边112c与122b可供光侦测器(图1A至图1C未绘示)来抵靠，以使光侦测器能精准地配置，让这些谱线光52全部或部分能正确地入射至光侦测器，其中光侦测器例如是感光耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)或互补式金氧半场效电晶体影像感测器(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Image Sensor，CMOS Image Sensor)。

基板110、120皆为光反射板，并彼此面对面(face to face)。在本实施例中，光学组件114a、114b、114c与114d可以是间隔层(spacer)，并且被夹置(sandwich)在基板110与120之间，以使基板110与120彼此隔开而形成一间隙G。从入光狭缝进入到光谱仪模组100的光线会在基板110与120之间反射，从而在间隙G内传递。所以，本实施例的基板110、120可以是波导片。此外，光学组件114a、114b、114c与114d还能遮挡杂光，以减少杂光入射至光侦测器的机率，从而提升量测准确性。

在本实施例中，图1A所示的至少一光学组件能配合(fitting)图1B所示的至少一光学组件，以使基板110与基板120能精准地组装。举例而言，光学组件114a、114c与114d各自具有至少一孔洞(未标示，图1A所示的未被斜线填满的空白圆形)，而光学组件124a、124b与124c三者的形状都是圆柱。光学组件124a、124b与124c能分别插设(inserted)于光学组件114a、114c与114d的孔洞中，以使光学组件114a能配合光学组件124a，光学组件114c能配合光学组件124b，而光学组件114d能配合光学组件124c，其中这些光学组件之间的配合可以是过渡配合(transition fit)或余隙配合(clearance fit)。利用上述光学组件的配合，例如光学组件124a、124b与124c对光学组件114a、114c与114d三者孔洞的插设，有助于提升在组装基板110与120时的定位，减少光谱仪模组100内部杂光的生成。

图2A至图2F为图1A之光谱仪模组的制作方法的流程之剖面示意图。请参阅图2A，在光谱仪模组100的制作方法中，首先，提供至少一基板110a，其中基板110a具有相对之一第一表面116与一第二表面118。在图2A至图2F的实施例中，基板110a是用来制作成基板110，但在其他实施例中，基板110a也可制作成基板120，即基板110与120两者可采用实质相同的方法制成。所以，基板110a可以用来制作波导片。

基板110a可为半导体基板，例如为硅晶圆。然而，在其他实施例中，基板110a亦可以是其他种类的基板，例如铝基板等金属板，或是抛光后的基板，例如蓝宝石基板。当然，一般的硅晶圆也是抛光后的基板。由于基板110a可以是抛光后的基板，因此由基板110a所制成的波导片不需要再进一步抛光，从而减少加工工序以及降低导角的形成。

接着，如图2B至图2F所示，进行微机电系统工艺，以在基板110a上形成至少一定位侧边112及至少一光学组件114，其中定位侧边112可以是图1A所示的定位侧边112a、112b与112c其中一者。光学组件114可以是图1A所示的光学组件114a、114b、114c与114d其中一者。在其他实施例中，单一个光学组件114也可以是入光狭缝(例如狭缝元件130)、准直面镜、聚焦镜、反射镜、遮光层、定位件、光栅、聚焦镜或反射镜。

上述遮光层能阻挡杂光，减少杂光进入光侦测器的机率，以提升量测准确性。此外，单一个光学组件114或基板110a可以具有一个或一个以上的发散开口，其可形成在光谱仪的预定光路(intended optical path)上，其中预定光路例如是图1A所示的谱线光52与入射光50，而发散开口可位于预定光路投影至基板110a的延伸面的位置。所以，发散开口可以设计在入光狭缝(例如狭缝元件130)与绕射光栅(例如光栅140)之间的光传递路径上，或绕射光栅(例如光栅140)与光侦测器之间的光传递路径上。例如，发散开口也可以设计在光侦测器附近，甚至紧靠于光侦测器。发散开口能让大发散角的光线导出波导，使大发散角的光线离开间隙G，减少大发散角光线被光侦测器接收的机率。如此，有助于提升光谱仪的解析度与量测准确性。

另外，当光学组件114为光栅时，光学组件114可以是反射式光栅，且光学组件114更可以是平面光栅、罗伦圆光栅或凹面光栅。此凹面光栅的绕射面可以是曲面、自由曲面或凹状柱面，其中此凹状柱面可以是圆柱曲面、抛物柱面或自由曲柱面。当光学组件114的绕射面为自由曲柱面时，作为光栅的光学组件114可以设计成例如美国专利公告号9146155所公开的凹面光栅，其具有反曲点。

请参阅图2B，微机电系统工艺可包括蚀刻基板110a，以在基板110a上形成至少一凹陷1122，其中凹陷1122的侧壁(sidewall)为定位侧边112。在蚀刻基板110a的过程中，是从第一表面116蚀刻基板110a，但第二表面118没有暴露凹陷1122。所以，凹陷1122具有底部以及显露于第一表面116的开口。此外，在进行蚀刻基板110a以前，可预先在基板110a的第一表面116上形成遮罩(mask，未绘示)，其例如是图案化后的光阻(photoresist)，其中此遮罩具有开口，其形状与凹陷1122的开口形状相同。之后，利用此遮罩来蚀刻基板110a，以形成从第一表面116延伸的凹陷1122。

请参阅图2C，接着，在基板110a的第一表面116上形成一图案化遮罩层1142。形成图案化遮罩层1142的方法可以是微影。详细而言，首先，在第一表面116上涂布整面的光阻层。然后，利用曝光(exposure)及显影(development)来移除部分光阻层，从而定义出图案化遮罩层1142，其中图案化遮罩层1142不会覆盖凹陷1122，且图案化遮罩层1142的侧壁可与凹陷1122的侧壁切齐，如图2C所示。此外，图案化遮罩层1142可由为厚膜光阻所形成，而上述厚膜光阻例如是SU-8光阻(SU-8photoresist)。

请参阅图2D，本实施例中的微机电系统工艺还可包括在蚀刻基板110a之后，在第一表面116上形成一反射层150，并使反射层150覆盖图案化遮罩层1142。被反射层150覆盖的图案化遮罩层1142会形成至少一个光学组件114，即光学组件114可包括图案化遮罩层1142以及覆盖图案化遮罩层1142的反射层150。反射层150可以是金属层，并可利用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)或物理气相沉积(Physical VaporDeposition，PVD)来形成，其中物理气相沉积可以是蒸镀(evaporation)或溅镀(sputtering)。当反射层150是由物理气相沉积而形成时，反射层150能共形地(conformally)覆盖图案化遮罩层1142与凹陷1122。

一般而言，物理气相沉积所形成的反射层150，其厚度小于1微米(μm)，例如10奈米(nm)，所以反射层150的厚度相当薄。虽然反射层150会覆盖定位侧边112(即凹陷1122的侧壁)，但由于反射层150厚度很薄，所以定位侧边112本身的定位功能实质上不会受到反射层150的影响，即被反射层150覆盖的定位侧边112仍可以精准地配置狭缝元件130、光栅140以及光侦测器。此外，在进行物理气相沉积之前，也可使用遮罩，例如胶带或显影后的光阻，来遮住凹陷1122，以使反射层150不会沉积于凹陷1122内。

请参阅图2E与图2F，接着，在第一表面116上贴附一固定膜160，其中固定膜160跨越上述凹陷1122，并可遮盖凹陷1122。在本实施例中，固定膜160例如为固定胶布。之后，从第二表面118研磨基板110a，直到凹陷1122的底部被移除，以使基板110a沿着凹陷1122而分裂，从而形成一个或多个基板110。当然，在其他实施例中，在凹陷1122的底部被移除之后，也可形成一个或多个基板120。此外，上述基板110a的研磨可以是化学机械研磨(Chemical-Mechanical Polishing，CMP)。由于在进行研磨基板110a之前，固定膜160已贴附于第一表面116上，所以当凹陷1122的底部刚被移除时，分裂出来的多个基板110会被固定膜160固定而不会突然掉落。之后，撕去固定膜160，并取出完成后的基板110。

特别一提的是，在以上所述的实施例中，定位侧边112是由蚀刻基板110(或基板120)而形成，而光学组件114包括反射层150与图案化遮罩层1142。然而，在其他实施例中，定位侧边112也可以是由在基板110上的图案化光阻1142所形成，即定位侧边112可以是图案化光阻1142的侧边，而光学组件114可以是先蚀刻基板110，然后在被蚀刻的部分基板110上镀上反射层150而形成。所以，定位侧边112可以是图案化遮罩层1142的侧面或蚀刻基板110或120而成的表面，而光学组件114可由图案化遮罩层1142或被蚀刻的部分基板110或120而形成。此外，光栅140也可由微机电系统工艺所形成的反射式绕射光栅。

图3A至图3C为图1A之光谱仪模组的制作方法的另一种流程的一部分之剖面示意图。本实施例之光谱仪模组的制作方法与图2A至图2F所绘示的光谱仪模组的制作方法类似，而两者的不同之处在于步骤顺序不同。详细而言，在完成图2B的步骤之后，先在第一表面116贴附固定膜160，并使固定膜160跨越如图2B之凹陷1122。接着，从第二表面118研磨基板110a，直到凹陷1122的底部被移除，以使基板110a沿着凹陷1122而分裂，从而形成一个或多个基板110，如图3A所示。然后，撕去固定膜160，并在第一表面116上形成图案化遮罩层1142，如图3B所示。再来，在第一表面116上形成反射层150，并使反射层150覆盖图案化遮罩层1142，如图3C所示。

值得一提的是，上述图2A至图2F以及图3A至图3C实施例中的微机电系统工艺包括微影与蚀刻，但在其他实施例中，微机电系统工艺可包括电铸。利用电铸，可在基板110或120上形成光学组件114的至少其中之一的至少一部分。举例而言，可以先在基板110a上形成阻镀层，其例如是图案化光阻，其中此阻镀层覆盖基板110a，并暴露部分基板110a。

接着，进行电镀，以在阻镀层所暴露的基板110a上形成电铸图案层，其例如是金属层，其中电铸图案层不覆盖阻镀层。之后，移除此阻镀层，以暴露电铸图案层未覆盖的部分基板110a，从而形成光学组件114。因此，图2F与图3C中的图案化遮罩层1142可以替换成金属材料所构成的电铸图案层。再来，形成覆盖电铸图案层的反射层150，从而形成包括电铸图案层与反射层150的光学组件114。

另外，由于电铸图案层可为金属层，所以电铸图案层本身具有相当高的反射率。纵使后续不在电铸图案层上覆盖反射层150，光学组件114仍具备相当高的反射率。所以，光学组件114可以是由电铸图案层所形成，且不具备反射层150。此外，在进行上述电镀的过程中，可沉积较厚的电铸图案层，其连阻镀层也完全覆盖。之后，移除阻镀层以及基板110a，从而形成基板以及光学组件两者材料都相同的一体成型式的光谱仪模组。

图4为本发明之另一实施例之光谱仪模组的局部示意图。请参照图4，本实施例之光谱仪模组100b与图1A之光谱仪模组100类似，而两者的差异如下所述。在本实施例中，光谱仪模组100b所包括的光学组件114e为准直面镜，其可使来自狭缝元件130的光束50更准直地传递至抵靠于定位侧边112b’的光栅140。由于图1A之光谱仪模组100不采用准直面镜，因此图1A光栅140的绕射面可以是曲面、自由曲面或凹状柱面。当图1A的光栅140的绕射面为自由曲柱面时，作为光栅的光学组件114可设计成美国专利公告号9146155的凹面光栅。

反观，图4的光栅140为平面光栅，因此图4中的光栅140所产生的谱线光会从光栅140发散地出射。光谱仪模组100b还包括光学组件114f，其配置于上述谱线光的传递路径，并用于汇聚谱线光，以使谱线光能聚焦于光侦测器。此外，在本实施例中，光学组件114a’及114b’是用来作为挡光与间隔层的用途。因为这些光学组件114a’及114b’没有孔洞而无法如图1A所绘示之光学组件114a、114c及114d那样进行配合与组装。

请参阅图5A，其为具有杂光散逸侧边119之一实施例之结构示意图，除了定位侧边112a、112b与112c以外，基板110或120的其他侧边可作为杂光散逸侧边119，其中杂光散逸侧边119可以由微机电系统工艺所形成。杂光散逸侧边119可形成在光谱仪的预定光路以外之处，其中预定光路例如是图5B所示的虚线。如此，杂光散逸侧边119能让杂光离开光谱仪，不再回到光谱仪中。

此外，杂光散逸侧边119可以不紧邻于狭缝元件130、光栅140与光侦测器180，也不位于狭缝元件130、光栅140与光侦测器180的对面。所以，在本实施例中，杂光散逸侧边119可以不用抵靠任何光学组件(例如狭缝元件130、光栅140与光侦测器180)。如此，从杂光散逸侧边119离开基板110的杂光不会入射于狭缝元件130、光栅140以及光侦测器180等光学组件。

由于杂光散逸侧边119可不用来抵靠任何光学组件，所以杂光散逸侧边119可以不用被精准地定位，并可进行刀切程序来形成。因此，杂光散逸侧边119的公差可以超过3微米。尽管这样的杂光散逸侧边119可能不够平整、精确，但仍不至于影像光谱仪模组的精准度与光学品质。当然，在其他实施例中，杂光散逸侧边119也可以用微机电系统工艺来形成。此外，定位侧边112c是用以让光侦测器180精确抵靠。

请参阅图5B，其为本发明又一较佳实施例之结构示意图。其揭示了波导片之定位侧边以及杂光散逸侧边为并不局限为一直线，两者也可分别通过微机电系统工艺形成为一非直线图形。如图5B所示，定位侧边112b1的形状为圆弧，且定位侧边112b1可供罗伦圆(Rowland circle)光栅1401抵靠，而狭缝元件1301与光侦测器1801也可分别抵靠于圆弧形的定位侧边112a1与112c1。另外，杂光散逸侧边1191也可为非直线形。

图6A至图6G为本发明另一实施例之光谱仪模组的制作方法的流程之立体示意图。本实施例的制作方法与前述实施例的制作方法相似。例如，本实施例也是采用微机电系统工艺来制作光谱仪模组。所以，相同的技术特征、手段及功效基本上不再重复赘述。不过，本实施例所采用的微机电系统工艺与前述实施例有些不同，其如下所述。

请参阅图6A，首先，提供基板110a，其中基板110a可以制作成基板110或120，而基板110a可经由图6A至图6F的微机电系统工艺而制成波导片。请参阅图6B，接着，形成遮罩层603于基板110a的第一表面116上，其中遮罩层603为暴露部分第一表面116的图案层，而遮罩层603所暴露的区域为待加工区域604。遮罩层603可为光阻层或硬遮罩(hard mask)，其中此硬遮罩可以是硅晶圆表面被氧化而成的氧化硅层。

请参阅图6B与图6C，接着，利用遮罩层603来蚀刻基板110a，也就是对基板110a进行非等向性蚀刻，以从待加工区域604向下蚀刻基板110a，从而形成非等向性蚀刻沟槽605，以及位于非等向性蚀刻沟槽605两侧边之非等向性蚀刻面606。上述非等向性蚀刻可以是湿蚀刻或干蚀刻，而此干蚀刻可为电子束蚀刻或离子蚀刻，其中此离子蚀刻例如是反应离子蚀刻(Reactive Ion Etch，RIE)或深反应式离子蚀刻(Deep Reactive Ion Etch，DRIE)。

非等向性蚀刻沟槽605具有底部而非穿透基板110a而形成，即基板110具有位于非等向性蚀刻沟槽605底部的背面层607。非等向性蚀刻面606可作为杂光散逸侧边(例如杂光散逸侧边119或1191)、抵靠前述光学组件(例如光栅140)的定位侧边或前述光学组件的表面。之后，去除基板110a上的遮罩层603，其中遮罩层603可使用丙酮等剂料来去除。

请参阅图6D，接着，进行镀膜程序，以形成反射层61于第一表面116上方，其中反射层61可用蒸镀、溅镀或电镀形成于基板110上。反射层61可作为波导片的反射面，并可以是单一膜层(single layer)或多层膜(multilayer)，其中图6D所示的反射层61为多层膜，并且包括附着层611、反射金属层(reflective metallic layer)612及保护层613。附着层611设于第一表面116上，且可为钛层。反射金属层612设于附着层611上，并可为铝层，其中反射金属层612可以是前述实施例中的反射层150。保护层613设于反射金属层612上，并可用氟化镁或二氧化来制作，其中保护层613的作用包括抗氧化。

请参阅图6E与图6F，接着，进行贴膜程序，即贴附一层固定膜62于反射层61上方。之后，研磨基板110a，以去除背面层607，即研磨基板110的第二表面118，以使基板110a沿着非等向性蚀刻沟槽605而分裂，从而形成基板110(或是基板120)。此外，上述基板110a的研磨可以是化学机械研磨。

请参阅图6G，在研磨基板110a之后，波导片成品63基本上已制作完成。在图6G实施例所示的波导片成品63中，定位侧边112用以供光谱仪的光学组件(如狭缝元件130、光栅140或光侦测器180或1801)抵靠，而杂光散逸侧边119用以作为杂光输出口的一侧。

值得一提的是，上述图6G所示的波导片成品63可以是根据微机电工艺图案来制作，其中此微机电工艺图案可以包括至少一种波导片图案。以图6G为例，波导片图案可为波导片成品63的俯视图，所以波导片图案可对应图6B中的待加工区域604。利用微机电工艺图案，单一块基板110a可以制作成多个波导片成品63，有利于大量生产。

图7A至图7C揭露多种微机电工艺图案的实施例。请参阅图7A与图7B，微机电工艺图案会预先设计于基板110a上，并且包括多个波导片图案64，而这些波导片图案64的形状实质上相同。图7A所示的这些波导片图案64彼此分散(spread)，但图7B所示的这些波导片图案64彼此相连，并共用至少一边界(boundary)。

请参阅图7C，其所示的微机电工艺图案包括至少两种形状不同的波导片图案64与65，其中波导片图案64与65也是共用至少一边界，且波导片图案64与65可分别是同一组波导中的上下两波导图案。所以，波导片图案64与65所形成的两种波导片可装在同一台光谱仪中。另外，由于图7B与图7C所示的波导片图案(例如波导片图案64与65)都是共用至少一边界，所以图7B与图7C的实施例能充分利用硅晶圆，有利于大量生产。

请参阅图8与图9，其为光谱仪模组(例如波导片)在制作方法的另一实施例。本实施例的制作方法与前述实施例的制作方法相似。例如，本实施例也是采用微机电系统工艺来制作光谱仪模组。所以，相同的技术特征、制作步骤及功效基本上不再重复赘述。不过，本实施例所采用的微机电系统工艺与前述实施例有些不同，其如下所述。

请参阅图8，首先，提供基板110a。基板110a具有多个待加工区域701，而任一待加工区域701的X轴方向及Y轴方向周边上具有切割预线702而为多个区块。待加工区域701上设有图案化遮罩层(图8未绘示)，而图案化遮罩层可为光阻层或硬遮罩。待加工区域701具有局部加工图案703、704、705、706，其中局部加工图案703、704、705分别邻接至少一切割预线702，而作为形成杂光输出口之用的局部加工图案706不一定需邻接切割预线702。

接着，蚀刻基板110a，即于局部加工图案703、704、705、706进行非等向性蚀刻，使基板110a同时由局部加工图案703、704、705、706等四处向下形成一对应之非等向性蚀刻沟槽。在本实施例中，可研磨基板110的背面层而让非等向性蚀刻沟槽消失，或者于本步骤中直接经由非等向性蚀刻而贯穿基板110，形成贯穿开口，这些贯穿开口之内侧面即为非等向性蚀刻面，此些非等向性蚀刻面可作为接触光学组件而作精确定位之表面，或是作为杂光散逸侧边。此外，这些待加工区域701之间存有相邻但尚未进行切割(dicing)的切割预线702，以供后续基板110a切割之用。

之后，移除上述图案化遮罩层，其中图案化遮罩层可以部分移除或全部移除。然后，在基板110a上形成反射层，其可以是图6D所示的反射层61。接着，可在基板110a的背面上贴附固定膜(例如固定膜62或160)。不过，若待加工区域701的图案分布能让波导片成品于后述切割中并不会任意散开(如图7A所示)，则可省略此贴膜程序。

请参阅图8与图9，接着，沿着切割预线702切割基板110a，以使这些待加工区域701分离并形成多个如图9所示之波导片成品71，其中图9的波导片成品71是沿着其中一个待加工区域701的边缘(即切割预线702)切割后而形成，且波导片成品71相对于切割加工处形成切割面707。相较于微机电系统工艺，此些经切割加工而形成之切割面707较不平整，适合作为杂光散逸侧边。另外，这些经刀切程序形成而不能作为定位侧边的其他侧边，并不与经非等向性蚀刻程序形成而作为定位侧边的非等向性蚀刻面在同一直线上。

本实施例所生产的波导片成品71经过非等向性蚀刻程序加工而形成具有公差在3微米以下之非等向性蚀刻面708，此非等向性蚀刻面708可作为发挥波导片成品71精确定位光学组件之区位，而在原局部加工图案706所形成之开孔则可作为杂光输出口710，其内侧边即为杂光散逸侧边709，此为使用单一波导片即完成杂光输出口设置的实施态样。另外，由于波导片成品71之间可予以贴膜连结，因此其并不至于在切割加工工序中散开。最后经撕离贴膜即可完成制作。

请参阅图10，其进一步揭示通过微机电系统工艺制作具有精密接触定位面之光谱仪的波导片时，其在结构上可具有的技术特征。如图10所示，基板110a在遮罩层81的部分遮蔽下，可经微机电系统工艺处理而形成具有斜角之非等向性蚀刻斜面82，如图所示之斜角α大于90°，但不为所限，小于90°亦可。此实施例可搭配抵靠具有斜面形式之光学组件。

通过使用于前述实施例揭示之波导片所组装之光谱仪，其得以在使用单一之波导片作为定位光学组件以及设置杂光输出口的样式下，达到整体改善光谱仪的感度和解析度的目的，不过本发明也可让光谱仪的上、下两个波导片都使用微机电系统工艺制作，且不限制是于同一制作程序中生产，亦不限制是使用同一材料。

图11A为本发明之另一实施例之光谱仪模组的剖面示意图，而图11B为图11A中之基板的上视示意图。请参照图11A与图11B，本实施例之光谱仪模组100a与图1A至图1C的光谱仪模组100类似，而两者的差异如下所述。

在图11A的实施例中，光谱仪模组100a包括上述基板110与120及基板310与320，其中基板310与320为光谱仪的外壳。换言之，基板可包括波导片、光谱仪的外壳或其组合。基板310亦可利用上述微机电系统工艺形成光学组件312(即定位结构)或其他定位侧边，且基板320亦可利用上述微机电系统工艺形成光学组件322(即定位结构)或其他定位侧边。

图12A至图12H是本发明另一实施例之光谱仪模组的制作方法的流程之示意图，其中本实施例与前述实施例相似，都是采用微机电系统工艺来制作光谱仪模组。所以，与前述实施例相同的技术特征、制作步骤及功效基本上不再重复赘述。

请参阅图12A与图12B，其中图12A是俯视图，而图12B是图12A中沿线12B-12B剖面所示的剖面示意图。在本实施例中，首先，提供基板200，其为一种具多层结构的复合基板。详细而言，基板200为绝缘层覆硅基板(Silicon On Insulator Substrate，SOISubstrate)，并包括第一硅层212、第二硅层214以及夹在第一硅层212与第二硅层214之间的绝缘层213，其中绝缘层213例如是氧化硅，而第一硅层212与第二硅层214两者构成材料可以是单晶硅或多晶硅。

第一硅层212与第二硅层214两者的厚度可彼此不同，或彼此相同。以图12B为例，第一硅层212的厚度小于第二硅层214的厚度，而第二硅层214可作为后续承载光学组件的基板。此外，基板200可为双面抛光后的绝缘层覆硅基板，其有利于减少散射(scattering)发生。

虽然从图12A所示的基板200俯视图来看，基板200的形状为矩形，但基板200也可以是一整片完整的晶圆(wafer)，即基板200的形状也可以是圆形。图12A所示的基板200是以制作一个光谱仪模组作为举例说明，而基板200为完整的晶圆的话，一块基板200可以制作成两个或两个以上的光谱仪模组。

请参阅图12C与图12D，其中图12C是俯视图，而图12D是图12C中沿线12D-12D剖面所示的剖面示意图。接着，进行微机电系统工艺，对基板200进行微影与蚀刻，以形成多个光学组件。具体而言，本实施例是对基板200的第一硅层212进行微影与蚀刻，以移除部分第一硅层212及暴露部分绝缘层213，从而形成这些光学组件，其中这些光学组件包括光栅221以及间隔层222a、222b与223。

光栅221为反射式绕射光栅，而光栅221所具有的绕射面221s可为凹状柱面，其可以是圆柱曲面、抛物柱面或自由曲柱面(例如，美国专利公告号9146155所公开的凹面光栅)。利用这种内凹的绕射面221s，光栅221不仅具有分光的功能，更可将因分光所产生的谱线光集中射出，以使至少部分谱线光汇聚到光侦测器280。此外，在上述微影的过程中，可采用光阻层或硬遮罩来作为图案化遮罩层，其暴露要被移除的第一硅层212区域。

除了形成上述光学组件，在进行上述微机电系统工艺的过程中，也可以在蚀刻第一硅层212的过程中，形成至少一道沟槽(trench)T1。以图12C为例，沟槽T1有三条，分别位于左上方、右上方以及下方。在形成上述光学组件与沟槽T1之后，可对第二硅层214进行微影与蚀刻，以形成另一道沟槽T2(如图12D所示)。此外，沟槽T1具有槽壁S1，而沟槽T2具有槽壁S2，其中槽壁S1与S2两者可做为后续的定位侧边。

沟槽T1可对准(aligned)沟槽T2，以使槽壁S1与槽壁S2切齐(be flush with)，其中图12C下方所示的虚线代表下方沟槽T1所对准的沟槽T2的槽壁S2。另外，在图12C的实施例中，两个沟槽T1的槽壁S1皆为平面(如图12C中位于左上方及右上方的两沟槽T1)，且这两槽壁S1的延伸平面S1e不平形，并形成夹角A1，其中夹角A1可以是介于90度至180度之间的钝角。

间隔层222a、222b与223用于支撑后续组装的波导片，并且也具有遮挡杂光的功能，而在本实施例中，间隔层222a与222b两者之间更可以形成一条狭缝，其可供入射光通过。当然，在其他实施例中，上述狭缝也可设置在光侦测器(例如光侦测器180)前，并供光栅221所形成的谱线光通过。或者，也可形成两间隔层222a与两间隔层222b，其中一对间隔层222a与222b所形成的狭缝供入射光通过，另一对间隔层222a与222b所形成的狭缝供上述谱线光通过。

在本实施例中，蚀刻基板200的方法可以是非等向性蚀刻，其例如是电子束蚀刻或离子蚀刻，其中此离子蚀刻可以是反应离子蚀刻(RIE)或深反应式离子蚀刻(DRIE)，而这种非等向性蚀刻(例如电子束蚀刻或离子蚀刻)所形成的槽壁S1与S2两者可以实质上垂直于绝缘层213的表面。当采用以上离子蚀刻来蚀刻基板200时，第一硅层212被蚀除的开口宽度(即开口率)会影响蚀刻率(etching rate)，因此为了让不同位置的第一硅层212的蚀刻率不要差异过大，当对第一硅层212进行微影与蚀刻以移除部分第一硅层212时，残留的第一硅层212更形成网状图案N1。

在图12C所示的实施例中，网状图案N1为凹槽，并暴露绝缘层213，且网状图案N1定义出多个岛状物(island)225，其中网状图案N1会位于各个岛状物225的周围。这些岛状物225是经由上述微影与蚀刻而形成，所以岛状物225、光栅221以及间隔层222a、222b与223以及沟槽T1基本上是同时形成。

在这些岛状物225中，相邻两个岛状物225之间的间距(pitch)P1会尽量保持一致而不会差异过大，以使不同位置的第一硅层212的蚀刻率能保持一致。此外，在图12C所示的实施例中，各个岛状物225的形状为圆柱，但在其他实施例中，岛状物225的形状可为角柱(prism)，例如长方体(cuboid)、立方体(cube)或六角柱(hexagonal prism)，而网状图案N1的形状可以是蜂巢状或方格状(lattice network)，以使这些岛状物225能呈阵列排列。此外，各个岛状物225的宽度R1并不大，大约介于100微米至1000微米之间。相较于光学组件：光栅221及间隔层222a、222b与223，各个岛状物225占据绝缘层213的面积比较小。

请参阅图12E与图12F，其中图12E是俯视图，而图12F是图12C中沿线12F-12F剖面所示的剖面示意图。接着，对绝缘层213进行蚀刻。不同于对第一硅层212与第二硅层214所做的蚀刻，对绝缘层213的蚀刻是湿蚀刻，其中此湿蚀刻所用的蚀刻剂(etchant)可以是氢氟酸或含氢氟酸的溶液。如此，构成材料为氧化硅的绝缘层213能被溶解。

由于各个岛状物225的宽度R1大约介于100微米至1000微米之间，且各个岛状物225占据绝缘层213的面积比单一光学组件(例如光栅221、间隔层222a、222b或223)占据绝缘层213的面积小。因此，当蚀刻绝缘层213时，这些岛状物225会随着其下方的绝缘层213消失而移除，即网状图案N1也被移除。如此，第二硅层214的平面214a得以裸露出来。

光栅221、间隔层222a、222b以及223等这些光学组件下方的绝缘层213也会被蚀刻剂溶解，但因为单一个光学组件占据绝缘层213的面积较大，所以只要不进行长时间的蚀刻，这些光学组件下方的绝缘层213能保留下来而不会完全消失。此外，由于间隔层222a、222b以及223等这些光学组件下方的绝缘层213也会被溶解，所以光栅221、间隔层222a、222b以及223所覆盖的绝缘层213会从光栅221、间隔层222a、222b以及223的侧边缩回，即光栅221、间隔层222a、222b以及223会凸出绝缘层213的边缘。

在蚀刻绝缘层213的过程中，不用进行微影，而残留的第一硅层212可作为蚀刻绝缘层213所用的硬遮罩。此外，在蚀刻绝缘层213之后，原来的沟槽T1与T2两者切齐的槽壁S1与S2会形成定位侧边231与232。以图12C至图12F作为举例说明，至少一个光学组件(例如间隔层222b)的侧边(即槽壁S1)与第二硅层214的侧边(即槽壁S2)会形成一面定位侧边232。

必须说明的是，虽然图12C至图12F的实施例所示的定位侧边231与232是由光学组件(也就是第一硅层212)与第二硅层214两者侧边所形成，但在其他实施例中，也可以是由第一硅层212与第二硅层214两者其中一面侧边来形成，即定位侧边231与232可由单一硅层(第一硅层212或第二硅层214)的侧边来形成。所以，图12C至图12F所揭露的定位侧边231与232仅为举例说明，定位侧边231或232不一定由第一硅层212与第二硅层214两者侧边同时形成。

由于两个沟槽T1槽壁S1的延伸平面S1e形成夹角A1，而定位侧边232是由槽壁S1与S2所形成，所以两定位侧边232的延伸平面也是两延伸平面S1e，即两定位侧边232的延伸平面S1e也形成实质上等于90度，或大于90度小于180度的夹角A1。另外，在图12E所示的实施例中，定位侧边232是用来帮助后续的组装工作，而定位侧边231可供光侦测器280抵靠，以准确地配置光侦测器280，其中光侦测器280可以是前述实施例中的光侦测器180或1801。

请参阅图12F，接着，可以在光栅221、间隔层222a、222b及223与第二硅层214的平面214a上形成反射层240。反射层240的形成方法及膜层结构皆可以相同于反射层61，即反射层240可以是多层膜，并可经由化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)而形成，其中物理气相沉积可以是蒸镀或溅镀。当然，反射层240也可为单一金属膜层。此外，反射层240可共形地覆盖光栅221以及间隔层222a、222b与223。

在图12F的实施例中，在形成反射层240之后，一种包括反射层240、至少一基板与至少一光学组件的光谱仪模组200b基本上已制作完成。以本实施例为例，光谱仪模组200b所包括的基板的数量可以仅为一个，而光谱仪模组200b所包括的光学组件的数量可为多个，其中这些光学组件包括光栅221、间隔层222a、222b及223，并由第一硅层212经由微机电系统工艺所形成，而基板包括第二硅层214与绝缘层213。不过，在其他实施例中，光谱仪模组200b所包括的基板的数量可为多个，而光谱仪模组200b所包括的光学组件的数量可以仅为一个。

绝缘层213位于第二硅层214上，并覆盖第二硅层214，但绝缘层213暴露部分第二硅层214。具体而言，图12F所示的绝缘层213为一种图案层，以至于部分第二硅层214没有被绝缘层213所覆盖。此外，光栅221、间隔层222a、222b及223等光学组件皆形成于绝缘层213上，而绝缘层213位在第二硅层214与这些光学组件(例如光栅221与间隔层222a、222b及223)之间，其中这些光学组件接触绝缘层213，但没有接触第二硅层214，如图12F所示。

反射层240覆盖第二硅层214与至少一个光学组件(例如光栅221、间隔层222a、222b及223)。在光谱仪模组200b中，光栅221、间隔层222a、222b及223以及绝缘层213皆设置在第二硅层214的平面214a上，而反射层240覆盖至少一个光学组件(例如光栅221与间隔层222a、222b及223)与平面214a，其中反射层240可作为波导片的反射层。

此外，在基板200为一整片完整的晶圆条件下，在形成反射层240之后，可以沿着基板200的轮廓(如图12C中的基板200所呈现的矩形轮廓)来切割基板200，以形成多个光谱仪模组200b。由于基板200是在形成反射层240之后才进行切割，而图12F所示的侧边233是切割而成，因此在图12F中，反射层240并没有覆盖到侧边233。

必须说明的是，在图12F所示的实施例中，光谱仪模组200b不一定要包括反射层240。详细而言，虽然第二硅层214的平面214a起初与绝缘层213接触，但平面214a可以是光滑平面，并相当于抛光后的平面。加上，第一硅层212的构成材料可以是单晶硅，所以第一硅层212也具有良好的反射率。因此，纵使光栅221、间隔层222a、222b及223与第二硅层214没有被反射层240覆盖，光谱仪模组200b仍具有良好的光反射功能。由此可见，在其他实施例中，光谱仪模组200b不一定包括反射层240。

请参阅图12G与图12H，其中图12G是俯视图，而图12H是图12G中沿线12H-12H剖面所示的剖面示意图。在完成光谱仪模组200b之后，可将另一个光谱仪模组200a组装在光谱仪模组200b上，其中光谱仪模组200a的形状可为板状，且光谱仪模组200a的部分边缘(edge)能与光谱仪模组200b的定位侧边232对准(aligned)，如图12G所示。此外，光谱仪模组200a是由微机电系统工艺所制成，且光谱仪模组200a可由硅晶圆、绝缘层覆硅基板、金属板或蓝宝石基板所制成，如前述实施例所述，故不再重复赘述。

由于两定位侧边232的延伸平面S1e会形成夹角A1(请参阅图12E)，而光谱仪模组200b的部分边缘能与定位侧边232对准(aligned)，因此在组装光谱仪模组200a与200b的过程中，可利用具有两相交平面的凹槽来进行定位。例如，在夹角A1实质上等于90度时，提供具有两垂直并相交的内侧平面的壳体或治具，并将光谱仪模组200a与200b两者的部分边缘(例如定位侧边232)抵靠此壳体的两内侧平面。如此，光谱仪模组200a与200b两者部分边缘得以切齐，从而帮助光谱仪模组200a装设在正确的位置上。

在光谱仪模组200a组装在光谱仪模组200b上之后，一种光谱仪的光机20基本上已制作完成，其中光机20因具备光栅221而具有分光(dispersing)的功能。在光机20中，这些间隔层222a、222b及223能支撑光谱仪模组200b，以使光谱仪模组200a与200b彼此隔开而形成间隙G12。光谱仪模组200a具有反射层340，其与反射层240彼此面对面。如此，入射光以及光栅221所产生的谱线光能在间隙G12中的反射层240与340之间反射，从而能在间隙G12内传递。由此可知，光机20大致上已具备光谱仪在光学方面的功能。

必须说明的是，在图12H的实施例中，由于光谱仪模组200a可由硅晶圆所制成，所以光谱仪模组200a即使没有反射层340，仍具有良好的光反射功能。因此，在其他实施例中，光谱仪模组200a不一定要具备反射层340。此外，虽然本实施例中的光学组件，例如光栅221与间隔层222a、222b、223，都形成于光谱仪模组200b的第二硅层214上，没有形成于光谱仪模组200a，但在其他实施例中，光栅221与间隔层222a、222b、223其中两者可以分别形成于光谱仪模组200a与200b。例如，光栅221与多个间隔层223形成于光谱仪模组200b，而间隔层222a与222b形成于光谱仪模组200a。所以，多个光学组件不一定全部形成于一块波导片，也可分别形成于两块波导片。

图13是本发明另一实施例之光谱仪模组的俯视示意图。请参阅图13，图13所示的光谱仪模组300b的结构以及制作方法皆与前述实施例中的光谱仪模组200b相似。例如，光谱仪模组300b也包括光栅221以及间隔层222a、222b与223。然而，光谱仪模组300b与200b之间的差异在于：发散开口H13的有无。

具体而言，由于光栅221所具有的绕射面221s为凹状柱面，因此光栅221只具有单一方向的聚焦功能(例如水平方向)，以至于光栅221所聚焦形成的影像会产生像散(astigmatism)，容易导致光侦测器280的量测结果失真。具体而言，这种像散会造成降低解析度的「拖尾效应」，而这种拖尾效应在绕射光栅手册(Diffraction Grating Handbook)第六版(作者为Newport Corporation的Christopher Palmer，第一版的作者为ErwinLoewen)的第90页第一段及第94页图7-3及其说明有提到。

为了克服这种因像散所造成的问题，光谱仪模组300b可具有定位侧边331以及形成于定位侧边331的发散开口H13。发散开口H13形成于光谱仪的预定光路，并可位于预定光路投影至光谱仪模组300b基板(例如图12F所示的第二硅层214与绝缘层213)的延伸面的位置。发散开口H13为开放式缺口，并可经由依序对第一硅层212、第二硅层214与绝缘层213蚀刻而形成(请参阅图12B与图12D)。发散开口H13的边缘会与定位侧边331相连，如图13所示。发散开口H13具有光输出边缘E13，其面对光侦测器280。当光侦测器280抵靠定位侧边331时，光输出边缘E13与光侦测器280的光接收面(未绘示)之间保持一段距离L13。

光栅221所产生的多道谱线光会从光输出边缘E13出射，并入射至光侦测器280。当光从光输出边缘E13输出到光侦测器280时，光会从光输出边缘E13发散，进而增加在光侦测器280上的投影面积。如此，可以降低像散所造成的不良影响，从而维持或提升光谱仪的量测准确性。此外，发散开口H13也能将大发散角的光线导出光谱仪，以减少进入光侦测器280的大发散角光线。

图14是本发明另一实施例之光谱仪模组的俯视示意图。请参阅图14，图14所示的光谱仪模组400b的结构与前述实施例的光谱仪模组300b相似，而光谱仪模组400b的制作方法也与先前实施例中的光谱仪模组200b相似。然而，光谱仪模组300b与400b之间的差异在于：图14所示的发散开口H14为封闭式开口，其没有与定位侧边331相连。

当光侦测器280抵靠定位侧边231时，发散开口H14的光输出边缘E14与光侦测器280的光接收面(未绘示)之间也可以保持一段距离L14。如此，光也能从光输出边缘E14发散，进而增加在光侦测器280上的投影面积，以及减少减少进入光侦测器280的大发散角光线，从而降低像散所造成的不良影响。此外，必须说明的是，在图13与图14所示的发散开口H14也可应用于图1A至图11B的实施例中，所以前述实施例中的光谱仪模组也可设计发散开口H13或H14来降低像散的影响。另外，在其他实施例中，图14的光谱仪模组400b也可以具备图13中的发散开口H13，所以光谱仪模组400b可具有一个以上的发散开口(例如发散开口H13与H14)。

图15A与图15B是本发明另一实施例之光谱仪模组的制作方法的流程之示意图，而图16是在本发明另一实施例之光谱仪模组的制作方法中所形成的网状图案的剖面示意图。图15A与图15B所示的实施例以及图16所示的实施例两者皆与前述实施例相似，而以下将主要介绍差异之处，相同技术特征不再重复赘述。

请参阅图15A与图15B，图15B是图15A中沿线15B-15B剖面所绘示的剖面示意图。在图15A与图15B的光谱仪模组500中，网状图案N2的形状为蜂巢状，且网状图案N2为暴露绝缘层213的凹槽，并定义出多个岛状物325。所以，各个岛状物325的形状为六角柱，而网状图案N2位于各个岛状物325的周围，如图15A所示。

请参阅图16。在图16的光谱仪模组600中，网状图案425的俯视图与前面图15A的网状图案N2相似，即网状图案425的形状也是蜂巢状，但图16的网状图案425实际上却与网状图案N2完全不同。具体而言，网状图案425是凸出层(elevation)，其覆盖绝缘层213，但仅覆盖部分绝缘层213，而非全面覆盖绝缘层213。网状图案425具有多个暴露绝缘层213的开口N3，其中各个开口N3的形状为六角形，而这些开口N3呈蜂巢状排列。由此可知，网状图案425与网状图案N2两者形状的关联如同凸版印刷与凹版印刷。此外，在本实施例中，网状图案425与光学组件(例如光栅221与间隔层222a、222b、223)之间可形成沟槽(未绘示)，以使网状图案425与光学组件彼此不会相连，从而避免在蚀刻绝缘层213的过程中，上述光学组件因网状图案425的移除而遭到损伤(damage)。

综上所述，在本发明的实施例的光谱仪模组及其制作方法中，由于通过微机电系统工艺在单一的基板上形成至少一定位侧边及至少一光学组件，因此定位精准度可以被有效提升，且光学组件的结构及位置精准度也可以被有效地提升。反观，传统机械加工因为容易产生电火花烧灼而具有毛边、不平整等特征，精确定位受到局限，导致这种机械加工所产生的公差多半在20至30微米之间。因此，相较于上述机械加工，本发明实施例所采用的微机电系统工艺能有效提升光谱仪模组整体的精准度。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (44)

1.一种光谱仪模组的制作方法，其特征在于，包括：

提供至少一基板；以及

通过一微机电系统工艺在该至少一基板上形成至少一定位侧边及一光谱仪的至少一光学组件。

2.如权利要求1所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，该微机电系统工艺包括：

蚀刻该基板，以形成上述光学组件的至少其中之一的至少一部分与上述定位侧边。

3.如权利要求2所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，该微机电系统工艺更包括：

在蚀刻该基板之后，于该基板上形成一反射层。

4.如权利要求1所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，上述光学组件包括一图案化遮罩层以及一覆盖该图案化遮罩层的反射层。

5.如权利要求1所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，上述光学组件是由一电铸图案层所形成。

6.如权利要求1所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，上述光学组件包括一电铸图案层以及一覆盖该电铸图案层的反射层。

7.如权利要求1所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，该基板具有相对之一第一表面与一第二表面，且该微机电系统工艺包括：

从该第一表面蚀刻该基板，以在该基板上形成至少一凹陷，其中该第二表面没有暴露该凹陷；

在该第一表面上形成一图案化遮罩层；

在该第一表面上形成一反射层，并使该反射层覆盖该图案化遮罩层；以及

从该第二表面研磨该基板，使该基板沿着上述凹陷而分裂。

8.如权利要求7所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，该微机电系统工艺更包括：

在从该第二表面研磨该基板之前，在该第一表面上贴附一固定膜，其中该固定膜跨越上述凹陷。

9.如权利要求1所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，上述定位侧边用于供一绕射光栅、一狭缝元件、一壳体或一光侦测器抵靠。

10.如权利要求1所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，该至少一定位侧边的公差或该至少一光学组件的公差是在3微米以下。

11.如权利要求1所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，该至少一基板为绝缘层覆硅基板，并包括一第一硅层、一第二硅层以及一夹在该第一硅层与该第二硅层之间的绝缘层。

12.如权利要求11所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，对该第一硅层进行微影与蚀刻，以移除部分该第一硅层及暴露部分该绝缘层，从而形成多个该光学组件与至少一沟槽，其中该至少一沟槽的一槽壁形成该至少一定位侧边。

13.如权利要求12所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，对该第二硅层进行微影与蚀刻，以形成另外至少一沟槽，而该第二硅层的该至少一沟槽对准该第一硅层的该至少一沟槽。

14.如权利要求13所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，对该第一硅层与该第二硅层的蚀刻为非等向性蚀刻。

15.如权利要求12所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，当对该第一硅层进行微影与蚀刻时，更形成一网状图案。

16.如权利要求15所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，该网状图案的形状为蜂巢状或方格状。

17.如权利要求15所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，该网状图案为一暴露该绝缘层的凹槽，并定义出多个岛状物，而该网状图案位于各该岛状物的周围。

18.如权利要求15所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，该网状图案为一覆盖该绝缘层的凸出层，并具有多个暴露该绝缘层的开口。

19.如权利要求18所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，该些开口的形状为六角形，且该些开口呈蜂巢状排列。

20.如权利要求15所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，在该第一硅层进行微影与蚀刻之后，对该绝缘层进行湿蚀刻，以移除该网状图案与部分该绝缘层。

21.如权利要求20所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，在移除该网状图案与部分该绝缘层之后，该第二硅层的一平面裸露出来，该平面接触该绝缘层，并用于作为一波导片的一光反射面。

22.如权利要求1所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，更通过该微机电系统工艺于该至少一基板形成至少一杂光散逸侧边，而上述杂光散逸侧边形成于该光谱仪的一预定光路以外之处。

23.如权利要求1所述的光谱仪模组的制作方法，其特征在于，还包括进行一刀切程序来形成至少一杂光散逸侧边，其中上述杂光散逸侧边形成于该光谱仪的一预定光路以外之处。

24.一种如权利要求1所述的光谱仪模组的制作方法所制作的光谱仪模组，其特征在于，包括：

多个基板，其中至少一者具有至少一定位侧边；以及

一光谱仪的至少一光学组件，形成于该些基板其中至少一者上，其中该至少一定位侧边与该至少一光学组件是用微机电系统工艺所形成。

25.如权利要求24所述的光谱仪模组，其特征在于，上述定位侧边为该基板的一蚀刻面或形成于该基板上的一图案化遮罩层的一侧面。

26.如权利要求24所述的光谱仪模组，其特征在于，上述光学组件包括：

一图案化遮罩层，位于上述基板上；以及

一反射层，覆盖该图案化遮罩层。

27.如权利要求24所述的光谱仪模组，其特征在于，各该光学组件为入光狭缝、准直面镜、间隔层、定位件、遮光层或绕射光栅。

28.如权利要求24所述的光谱仪模组，其特征在于，上述定位侧边用于供一绕射光栅、一狭缝元件、一壳体或或一光侦测器抵靠。

29.如权利要求24所述的光谱仪模组，其特征在于，该些基板的数量为两个，且该些基板彼此面对面，上述光学组件的至少其中之一隔开该些基板，以在该些基板之间形成一间隙。

30.如权利要求24所述的光谱仪模组，其特征在于，该至少一定位侧边的公差或该至少一光学组件的公差是在3微米以下。

31.如权利要求24所述的光谱仪模组，其特征在于，上述光学组件是由一第一硅层经由该微机电系统工艺所形成，而该些基板至少其中之一包括：

一第二硅层；以及

一绝缘层，位于该第二硅层上，并覆盖该第二硅层以及暴露部分该第二硅层，其中该绝缘层位于该第二硅层与上述光学组件之间，上述光学组件接触该绝缘层，但没有接触该第二硅层。

32.如权利要求31所述的光谱仪模组，其特征在于，更包括一覆盖上述光学组件的反射层。

33.如权利要求31所述的光谱仪模组，其特征在于，上述光学组件包括一光栅以及至少一间隔层。

34.如权利要求31所述的光谱仪模组，其特征在于，上述光学组件凸出于该绝缘层的边缘。

35.如权利要求31所述的光谱仪模组，其特征在于，该第二硅层的一侧边或上述光学组件至少其中一者的侧边形成该至少一定位侧边。

36.如权利要求31所述的光谱仪模组，其特征在于，上述光学组件至少其中一者的侧边与该第二硅层的一侧边形成该至少一定位侧边。

37.如权利要求24所述的光谱仪模组，其特征在于，上述光学组件是由一电铸图案层所形成。

38.如权利要求24所述的光谱仪模组，其特征在于，上述光学组件包括一电铸图案层以及一覆盖该电铸图案层的反射层。

39.如权利要求24所述的光谱仪模组，其特征在于，该些基板至少其中之一具有至少一杂光散逸侧边，而上述杂光散逸侧边形成于该光谱仪的一预定光路以外之处。

40.如权利要求39所述的光谱仪模组，其特征在于，该至少一杂光散逸侧边的公差超过3微米。

41.如权利要求24所述的光谱仪模组，其特征在于，上述光学组件的至少其中之一或上述基板至少其中之一具有至少一发散开口，其形成在该光谱仪的一预定光路上。

42.如权利要求41所述的光谱仪模组，其特征在于，该至少一发散开口形成于该至少一定位侧边，且为开放式缺口，该至少一发散开口具有一面对一光侦测器的光输出边缘。

43.如权利要求41所述的光谱仪模组，其特征在于，该至少一发散开口为封闭式开口，且不与上述定位侧边相连。

44.如权利要求41所述的光谱仪模组，其特征在于，该至少一发散开口位于该预定光路投影至该基板的延伸面的位置。