一种深硅刻蚀制作高精度通孔的方法技术

本发明专利技术提供一种深硅刻蚀制作高精度通孔的方法。现有方法刻蚀深度空间分布不均匀，从而改变硅通孔的侧壁及底部轮廓。本发明专利技术方法首先在基底上依次制备SiO2薄膜层和多晶硅薄膜，然后通过紫外光刻将所设计圆环相间的图形转移到裸硅片背面的光刻胶上，再按照图案进行深硅刻蚀，将基底刻穿至刻蚀截止层，去除裸硅片背面残余的光刻胶后重新旋涂光刻胶，将所设计的基准通孔图案通过紫外光刻转移到光刻胶上；显影后，将整个硅片浸入氢氟酸溶液中，对截止层进行湿法腐蚀，基准通孔区域内的圆环完全脱落，形成高精度通孔。本发明专利技术方法可以解决深硅刻蚀过程中因负载效应所导致的通孔侧壁轮廓形状畸变问题，提高微型通孔的刻蚀精度。

A method of making high precision through hole by deep silicon etching

The invention provides a method for making high precision through hole by deep silicon etching. The spatial distribution of the etching depth of the existing methods is not uniform, thus changing the side wall and the bottom contour of the silicon through hole. The method of the invention firstly on the base in preparation of polycrystalline silicon thin film layer and SiO2 thin film, and then through the design of UV lithography and pattern transfer ring to the photoresist on the bare silicon back, deep silicon etching and in accordance with the pattern, will cut through the basement to the etching stop layer, removing residual photoresist bare silicon after the photoresist spin coating, the reference hole pattern onto the photoresist by UV lithography; after developing the silicon wafers into hydrofluoric acid solution, the wet etching stop layer, through holes within the area of the ring base off completely, forming a high precision hole. The method of the invention can be through the side wall of the hole shape distortion problem caused by load effect to solve the process of deep silicon etching, improve the precision micro hole etching.

【技术实现步骤摘要】
一种深硅刻蚀制作高精度通孔的方法
本专利技术涉及硅微机械加工技术，具体涉及一种深硅刻蚀制作高精度通孔的方法。
技术介绍
深硅刻蚀技术(DRIE)是制作硅通孔、微阵列、高深宽比结构的常用微机械加工技术，在微机电系统(MEMS)中有重要应用。该技术最早起源于德国RobertBosch公司开发的各向异性硅刻蚀工艺方法，也被称为Bosch过程。该过程分为钝化和刻蚀两部分，在C4F8的钝化作用下，因等离子聚合作用在表面和侧壁产生了一层聚合物保护膜；在SF6的刻蚀作用下，保护膜会被刻掉露出硅，进而继续对硅进行刻蚀。在侧面保护膜消失殆尽之时又堆积一层保护膜，如此交替钝化与刻蚀过程，就可以达到高深宽比刻蚀的效果。然而，深硅刻蚀技术也存在一些不足或难题，限制了其在高精度微纳结构制作中的应用。负载效应(loadingeffect)就是一个典型的难题，其具体包括特征尺寸下的微负载效应和深宽比效应，以及芯片和晶圆级别的宏观负载效应和剖面负载效应。负载效应的存在容易造成刻蚀速率随器件结构发生变化和刻蚀深度空间分布不均匀，从而改变硅通孔的侧壁及底部轮廓，降低硅通孔的制作精度，影响MEMS器件的性能。例如，在多晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深硅刻蚀制作高精度通孔的方法，其特征在于该方法的具体步骤是：步骤1.采用化学气相沉积技术、热氧化法或正硅酸乙酯热分解法在裸硅片正面淀积一层厚度为500～1500nm的SiO2薄膜，作为背面深硅刻蚀截止层；步骤2.在SiO2薄膜层上采用化学气相沉积技术淀积厚度为1～2um的多晶硅,便于观察深硅刻蚀的刻蚀深度空间分布均匀性；步骤3.从裸硅片背面进行紫外光刻，将所设计圆环相间的图形转移到裸硅片背面的光刻胶上，形成多个圆环相间的图案；每个圆环图案中的圆环宽度W大于等于裸硅片厚度h与刻蚀深宽比r之比，即

【技术特征摘要】
1.一种深硅刻蚀制作高精度通孔的方法，其特征在于该方法的具体步骤是：步骤1.采用化学气相沉积技术、热氧化法或正硅酸乙酯热分解法在裸硅片正面淀积一层厚度为500～1500nm的SiO2薄膜，作为背面深硅刻蚀截止层；步骤2.在SiO2薄膜层上采用化学气相沉积技术淀积厚度为1～2um的多晶硅,便于观察深硅刻蚀的刻蚀深度空间分布均匀性；步骤3.从裸硅片背面进行紫外光刻，将所设计圆环相间的图形转移到裸硅片背面的光刻胶上，形成多个圆环相间的图案；每个圆环图案中的圆环宽度W大于等于裸硅片厚度h与刻蚀深宽比r之比，即所设计圆环相间的图形是指，根据步骤4中深硅刻蚀的离子束强度分布，设计每个圆环图案中的圆环宽度W，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴丽翔，王俊力，卓文军，陈曦，王高峰，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33