CN1455271A - 薄膜滤波片工件的切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种薄膜滤波片工件的切割方法，其具有两种实施方式，第一实施方式中，工件(16)切割前，过渡层(13)连接一辅助基底(14)至工件的玻璃基底(12)。第二实施方式中，工件(23)包括一厚度比最终预期厚度厚的玻璃基底(22)，工件切割后，移除玻璃基底的多余部分(222)。该方法的两个实施方式都增加工件的有效厚度，从而减小薄膜滤波片成品的残余应力，进而减小切割时工件的膜堆(11、21)从玻璃基底剥落的风险。

Description

薄膜滤波片工件的切割方法
【技术领域】
本发明涉及一种薄膜滤波片工件的切割方法，特别是涉及一种密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)薄膜滤波片工件的切割方法。
【背景技术】
光学和半导体科技对社会发展具有极大影响，特别是在电子信息和光通信领域，薄膜技术是其中一个应用分支。这些薄膜可以是镀在基底的单层或多层镀膜，也可以独立存在。
峰值插入损耗是评价薄膜滤波片的重要参数。目前，已经有多种精确控制技术得到发展，使得在基底上沉积多层薄膜成为可能，进而使得密集波分复用薄膜滤波片可以适应增加腔数和减小频道间距的需求。这些技术包括化学汽相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)、离子束辅助沉积(Ion Beam Aided Deposition，IBAD)、溶胶-凝胶(Sol-Gel)和真空蒸发(Vacuum Evaporation)。但是，膜层数目的增加会导致密集波分复用薄膜滤波片膜堆的内应力增大，进而增加峰值插入损耗。如果密集波分复用薄膜滤波片的膜堆形成时就具有较高的内应力，则切割时需要保证该应力不会过度增加，实际上，过大的应力会导致该膜堆变脆而在切割作业中被破坏或从基底剥落。
密集波分复用薄膜滤波片的常用切割方法需要制备一包括玻璃基底和玻璃基底上的膜堆的工件。该工件安装于紫外胶，并且该组合一并装配于一切割设备，随后切割设备采用金刚石刀片切割该组合至预定尺寸。
请参考图7和图8，美国专利第6,295,978号揭示了一种切割晶圆的现有方法，该方法可以应用于薄膜滤波片工件的切割，该晶圆100包括一环形侧面101、一下表面(未标示)和网格状沟槽102，该沟槽102用以引导刀片301将晶圆100切割成片。该方法还提供一具有支撑该晶圆下表面的表面201的卡盘200，并且该卡盘200的上表面形成多个相应于晶圆100的网格状沟槽102的凹槽202，当沿该沟槽102切割时，凹槽202可以减少切割刀片301所受的磨损。
上述现有方法适用于膜层较少的普通薄膜滤波片，然而，密集波分复用薄膜滤波片的膜层数可能超过150层，当切割设备300的刀片301切割工件时，将引起膜堆内的附加压力，增大膜层的内应力，该刀片301引起的压力会跟膜堆的残余应力叠加，从而增加成品的峰值插入损耗，甚至使其光谱变形，而且，切割时该压力可能会损毁该膜堆。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种薄膜滤波片工件的切割方法，该方法可以增加工件的有效厚度，从而增加许用屈服应力，减小薄膜滤波片工件切割后由于切割引起的压力造成的膜堆内应力的增大和膜堆的残余应力，进而减小峰值插入损耗和膜堆从基底剥落的风险。
本发明薄膜滤波片工件的切割方法可以通过两种方式实施，第一技术方案包括以下步骤：提供一辅助基底；在辅助基底上表面涂覆过渡层；将工件固定于过渡层；从过渡层移除气泡，使膜堆、玻璃基底、过渡层和辅助基底保持平行；固化连接辅助基底和工件的过渡层；将膜堆、玻璃基底、过渡层和辅助基底的组合切割成片；从切片移除过渡层部分和辅助基底部分。
第二技术方案包括以下步骤：提供一工件，其玻璃基底的厚度比最终预期厚度厚；将工件切割成片，各切片均包括膜堆部分和玻璃基底部分；将各切片紧压成圆板，以维持切片切割前的相对位置；将圆板挟持于卡盘，且支撑于支架上；从各切片的玻璃基底部分移除多余部分。
与现有技术相比，本发明切割方法可以增加薄膜滤波片工件的有效厚度，从而在切割工件时，切割压力将施加于一较大尺寸范围，从而减小薄膜滤波片最终产品的残余应力，进而减小切割时工件的膜堆从玻璃基底剥落的风险。并减小切割过程中由于压力引起的峰值插入损耗。
【附图说明】
图1是本发明第一实施例采用的辅助薄膜滤波片工件和金刚石刀片的剖面图。
图2是图1所示辅助薄膜滤波片工件一切片的剖面图。
图3是图2所示辅助薄膜滤波片工件一切片的半成品剖面图。
图4是本发明第二实施例采用的薄膜滤波片工件和金刚石刀片的剖面图。
图5是图4所示薄膜滤波片工件处于切割状态的剖面图。
图6是图5所示切割后紧压的薄膜滤波片工件、及卡盘和支架的剖面图。
图7是现有晶圆切割方法中晶圆位于切割设备的俯视图。
图8是图7沿VIII-VIII方向的剖面图。
【具体实施方式】
请参阅图1和图2，本发明第一实施例包括如下七个步骤：
(1)提供一辅助基底14；
(2)在基底14上涂覆过渡层13；
(3)将工件16固定在过渡层13上，该工件16包括位于玻璃基底12的膜堆11；
(4)从过渡层13移除气泡，并且使膜堆11、玻璃基底12、过渡层13和辅助基底14保持平行；
(5)固化连接辅助基底14和工件16的过渡层13；
(6)将膜堆11、玻璃基底12、过渡层13和辅助基底14的组合切割成片35；
(7)从切片35移除过渡层部分33和辅助基底部分34。
第一步中，采用一热源(图未示)来加热辅助基底14到120摄氏度和150摄氏度之间，该辅助基底14适宜为一硅晶片，也可以是陶瓷、玻璃或金属材料。
第二步中，具有均匀成分和厚度的过渡层13涂覆在加热后的辅助基底14上，其材料可以是CrystalbondTM509或者590。
第三步中，包括玻璃基底12和膜堆11的薄膜滤波片工件16固定在过渡层13上，并且玻璃基底12邻接过渡层13。包括辅助基底14、过渡层13和工件16的组合17也被加热到120摄氏度和150摄氏度之间。
第四步中，在工件16的顶部(未标示)和辅助基底14的底部(未标示)施加压力以移除辅助基底14和工件16之间的气泡，从而确保辅助基底14平行于玻璃基底12和膜堆11。
第五步中，组合17从加热器移开，并且使温度缓慢下降到室温，直到过渡层13固化，该组合17在下一步处理前，应维持室温状态20到30分钟。此步骤中，辅助基底14和玻璃基底12之间形成晶体键，使得该组合17包括膜堆11、玻璃基底12、过渡层13和辅助基底14。
请参考图2，第六步中，组合17通过切割设备(图未示)的金刚石刀片15切割成片35。
请配合参考图3，第七步中，过渡层部分33和辅助基底部分34从切片35移除，薄膜滤波片半成品36是薄膜滤波片工件16的切片，包括连接玻璃基底部分32的膜堆部分31，和现有方法比较，薄膜滤波片半成品36具有较小的峰值插入损耗。
本发明第一实施例采用硅晶片充当辅助基底14，但是，辅助基底14也可以采用其它材料，如玻璃、陶瓷或金属等制成。而且树脂黏结剂可替代CrystalbondTM509或者590充当过渡层13，无需形成晶体键以连接玻璃基底12和辅助基底14。当辅助基底14、过渡层13、玻璃基底12和膜堆11的总厚度超过4mm时，效果较佳。
请参考图4至图6，本发明第二实施例包括如下五个步骤：
(1)提供一包括膜堆21和玻璃基底22的薄膜滤波片工件23，该膜堆21连接玻璃基底22，并且玻璃基底22的厚度比预期厚度厚；
(2)通过切割设备(图未示)的金刚石刀片25将工件23切割成片28；
(3)将切片28紧压成圆板29，各切片28维持切割前的相对位置；
(4)使用卡盘26和支架27固定圆板29；
(5)从玻璃基底22移除多余部分222。
请参考图4，第二实施例中，该薄膜滤波片工件23包括厚玻璃基底22和膜堆21，该厚玻璃基底22增加薄膜滤波片工件23的有效厚度，该玻璃基底22和膜堆21的总厚度超过4mm。
第二步中，各切片28(参阅图5)包括膜堆部分211、基底的必要部分221和基底的多余部分222。
第三步中，切片28互相结合成圆板29，以维持切割前的相对位置。
请参考图6，第四步中，圆板29挟持于卡盘26中，并且通过支架27支撑。
第五步中，使用研磨或者蚀刻等现有技术从切片28移除基底的多余部分222，使薄膜滤波片半成品(图未示)的峰值插入损耗小于采用现有方法制造的薄膜滤波片半成品的峰值插入损耗。
包括第一、第二玻璃基底和位于其间的膜堆的薄膜滤波片工件也可用本发明进行切割。

Claims (17)

1.一种薄膜滤波片工件的切割方法，该工件包括一玻璃基底和一膜堆，该方法包括以下步骤：
提供一辅助基底；
在辅助基底上表面涂覆过渡层；
将工件固定于过渡层；
从过渡层移除气泡，使膜堆、玻璃基底、过渡层和辅助基底保持平行；
固化连接辅助基底和工件的过渡层；
将膜堆、玻璃基底、过渡层和辅助基底的组合切割成片；
从切片移除过渡层部分和辅助基底部分。
2.如权利要求1所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：该工件包括第一玻璃基底、第二玻璃基底和位于其间的膜堆。
3.如权利要求1所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：该辅助基底的材质可以自硅晶片、陶瓷、玻璃或金属中选择其
4.如权利要求1所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：在过渡层涂覆于辅助基底前，将辅助基底加热至120摄氏度和150摄氏度之间。
5.如权利要求1所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：稳定连接玻璃基底和辅助基底的过渡层是CrystalbondTM509或590。
6.如权利要求1所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：该过渡层是合成树脂胶。
7.如权利要求1所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：膜堆、玻璃基底和辅助基底在过渡层固化后保持平行。
8.如权利要求1所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：辅助基底、过渡层、玻璃基底和膜堆的总厚度超过4mm。
9.一种薄膜滤波片工件的切割方法，该工件包括一玻璃基底和一膜堆，该方法包括以下步骤：
提供一工件，其玻璃基底的厚度比最终预期厚度厚；
将工件切割成片，各切片均包括膜堆部分和玻璃基底部分；
将各切片紧压成圆板，以维持切片切割前的相对位置；
将圆板挟持于卡盘，且支撑于支架上；
从各切片的玻璃基底部分移除多余部分。
10.如权利要求9所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：该工件的厚度超过4mm。
11.如权利要求9所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：圆板挟持于卡盘且支撑于支架后，各切片的顶部和底部相平行。
12.如权利要求9所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：该工件包括第一玻璃基底、第二玻璃基底和位于其间的膜堆。
13.如权利要求9所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：该工件通过切割设备的金刚石刀片切割。
14.如权利要求9所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：玻璃基底的多余部分采用研磨或蚀刻方法移除。
15.一种薄膜滤波片工件的切割方法，该方法可减小由应力引起的峰值插入损耗，其包括以下步骤：
提供一玻璃基底，其上附着一膜堆，该玻璃基底的厚度比工件最终预期厚度厚；
将玻璃基底和其上的膜堆切割成片，各切片具预定的平面尺寸；
移除各切片中玻璃基底相对膜堆的多余部分，获得预定厚度。
16.如权利要求15所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：被移除的玻璃基底的多余部分在玻璃基底最初形成时是玻璃基底的固有部分。
17.如权利要求15所述的薄膜滤波片工件的切割方法，其特征在于：被移除的玻璃基底的多余部分并非玻璃基底最初形成时的固有部分，其包括玻璃基底形成后通过过渡层固定于玻璃基底的辅助基底。
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