【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及针对石英晶体深刻蚀工艺方法，属于半导体芯片生产。
技术介绍
1、随着mems(micro electro mechanical system，微机电系统) 技术的发展，除了对硅材料有需求以外，各种各样的以氧化硅、石英和玻璃作基础材料的新型mems器件应运而生， 比如被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号的石英晶体谐振器等。仅有先进的高深宽比硅刻蚀技术远远不能满足mems领域的需求， 这就迫切地要求有适合氧化硅、石英及玻璃材料的先进刻蚀设备和高深宽比刻蚀技术的支持。通常石英材料因为透射率高，出射光场可控，没有“热点”等缺陷，以及制作成本低廉，在石英上制作微米、纳米尺度的微结构和微器件的技术已在微波技术、传感器、光学元件等领域得到广泛的应用。
2、等离子体刻蚀是利用等离子态的原子、分子与材料表面作用，形成挥发性物质或直接轰击样品表面使之被刻蚀的工艺，它能实现各向异性刻蚀，即纵向的刻蚀速率远大于横向的刻蚀速率，从而保证了细小图形转移后的保真度。等离子体刻蚀中的感应耦合等离子体（icp）刻蚀技术由于其控制精度高、大面积刻蚀均匀性好、污染少等优点，在半导体器件制造中获得越来越多的应用。不同于在硅片上生长或淀积的sio2，石英材料中虽然主要成分是sio2，但还含有相当成分的b2o3、na2o等杂质成分，导致刻蚀反应很难进行，较难获得深刻蚀结构的石英。而且，在mems器件中，石英单晶结构相较于多晶，具有功率的稳定性等优点。多晶
3、相较于现有的技术，如高强度激光束垂直刻蚀，会对石英晶体膜层内部甚至晶体结构造成不同程度的破坏，对实际产品的电性能产生不良影响，诸如噪声相位精度，电阻及稳定性等。
技术实现思路
1、针对现有技术中高强度激光垂直刻蚀进行刻蚀方面的问题以及刻蚀过程需要掩蔽层的问题，本专利技术的目的在于提供一种石英晶体深刻蚀工艺，采用等离子体刻蚀方案，调整刻蚀工艺条件，获得高深宽比形貌的石英晶体，且维持石英晶体自身单晶结构，以提供更好的噪声相位精度，电阻及稳定性。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种石英晶体深刻蚀工艺，该深刻蚀石英的工艺掩膜为ni，该工艺是一种干法刻蚀，气体在反应过程中，被泵抽走的同时，会有气体不断的通进腔室，使得反应可以源源不断的进行，刻蚀速度可控。
4、本专利技术所述的工艺采用的电感耦合等离子刻蚀系统，反应气体包括cf4和chf3；不限于上述几种气体组合。
5、工艺参数窗口为icp-source（800-1200ws）、icp-bias（200-600wb）；
6、反应气体为：cf4(20-80sccm)和chf3(10-50sccm)的混合气；
7、腔体压力（ 2-20mtorr），工艺冷却水控制温度(-20至20℃)，晶片背面冷却气体he 的压力(5-15torr)。使光刻图案转移至石英上。
8、图1为本专利技术工艺的原理示意图。石英的主要成分为sio2，因cf4或chf3等气体电离后易生成氟活性原子，当其达到sio2表面生成sif4等气体。本专利技术主要气体为cf4和chf3。其中cf4为刻蚀气体，其气体比例多，刻蚀效果就强。chf3为保护气体，帮助电离，优化形貌。通过调整cf4和chf3的气体比例、icp-bias的功率以优化石英深刻蚀过程中底部粗糙的状况。所得产品能够维持石英晶体自身的单晶结构。
9、本专利技术有以下积极的效果：
10、（1）本专利技术的工艺，优化石英深刻蚀过程中底部粗糙的状况；所得产品能够维持石英晶体自身的单晶结构，以提供更好的噪声相位精度，电阻及稳定性。具体应用于彩电、计算机、遥控器等各类震荡电路中。
11、（2）相对于现有技术，本专利技术的优点在于刻蚀速率快，表面形貌较控制更优。
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1.一种针对石英晶体的深刻蚀工艺，其特征在于，是采用等离子体刻蚀方法，工艺掩膜为Ni；
2.根据权利要求1所述的一种针对石英晶体的深刻蚀工艺，其特征在于，本申请采用电感耦合等离子刻蚀系统，工艺参数窗口为ICP-Source：800-1200Ws；ICP-Bias：200-600Wb；
3.根据权利要求1所述的一种针对石英晶体的深刻蚀工艺，其特征在于，所述的反应气体比例为：CF4：20-80sccm；CHF3：10-50sccm。
4.根据权利要求3所述的一种针对石英晶体的深刻蚀工艺，其特征在于,工艺条件如下：将样品传送入刻蚀机腔室，刻蚀参数设置如下：ICP-Source 1000Ws，ICP-Bias 400Wb，CF4和CHF3分别为60sccm和30sccm，腔压6mT，工艺冷却水控制温度20℃，晶片背面冷却气体He 的压力为5Torr，设置工艺时间55min；通入混合后的CF4和CHF3，射频点火起辉，开始刻蚀工艺；刻蚀完成后样品取出，使用SEM拍摄截面检查刻蚀形貌；
5.根据权利要求4所述的一种针对石英晶体的深刻蚀工艺，其特
...【技术特征摘要】
1.一种针对石英晶体的深刻蚀工艺，其特征在于，是采用等离子体刻蚀方法，工艺掩膜为ni；
2.根据权利要求1所述的一种针对石英晶体的深刻蚀工艺，其特征在于，本申请采用电感耦合等离子刻蚀系统，工艺参数窗口为icp-source：800-1200ws；icp-bias：200-600wb；
3.根据权利要求1所述的一种针对石英晶体的深刻蚀工艺，其特征在于，所述的反应气体比例为：cf4：20-80sccm；chf3：10-50sccm。
4.根据权利要求3所述的一种针对石英晶体的深刻蚀工艺，其特征在于,工艺条件如下：将样品传送入刻蚀机腔室，刻蚀参数设置如下：icp-source 1000ws，icp-bias 400wb，cf4和chf3分别为60sccm和...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，韩大健，车东晨，彭泰彦，许开东，
申请(专利权)人：江苏鲁汶仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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