專(zhuān)利名稱(chēng)：一種干法深度刻蝕多層硅結(jié)構(gòu)的掩模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微細(xì)加工領(lǐng)域的干法刻蝕硅片的方法；特別是涉及一種利用干法 深度刻蝕多層硅結(jié)構(gòu)的掩模方法。
背景技術(shù)：
上個(gè)世紀(jì)人類(lèi)最偉大的進(jìn)步之一是微電子技術(shù)的發(fā)展。伴隨著微電子技術(shù)的發(fā) 展,一項(xiàng)全新的技術(shù)——MEMS (Micro Electromechanical System，即微電子機(jī)械系統(tǒng))悄 然誕生，并開(kāi)始獲得迅猛的發(fā)展。微電子機(jī)械系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems, 縮寫(xiě)為MEMS)是利用現(xiàn)代微細(xì)加工技術(shù)(包括硅體微加工、硅表面微加工、LIGA等技術(shù))， 將機(jī)械構(gòu)件、光學(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)部件、電控系統(tǒng)集成為性能優(yōu)異、價(jià)格低廉、微型化的傳感器、 執(zhí)行器、驅(qū)動(dòng)器等復(fù)雜系統(tǒng)。感應(yīng)耦合等離子體(ICP)進(jìn)行深度反應(yīng)刻蝕(De印Reactive Ion Etching, DRIE)是一種新的干法刻蝕技術(shù)，能夠?qū)⒐饪棠z圖形高精度的轉(zhuǎn)移到硅襯底 上，具有刻蝕速率高和各向異性刻蝕等優(yōu)點(diǎn)，是近年來(lái)MEMS制作技術(shù)又一大進(jìn)步。然而， 多層硅微結(jié)構(gòu)尤其是各層具備大高寬比結(jié)構(gòu)的制作，仍然是微細(xì)加工領(lǐng)域面臨的一個(gè)難 點(diǎn)。傳統(tǒng)方法一般為兩大類(lèi)，

圖1是采用多張硅片分別刻蝕完圖形后進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)鍵合，形成多 層結(jié)構(gòu)；該方法對(duì)多層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，各層結(jié)構(gòu)分別采用相應(yīng)厚度的硅片制作，利用光刻及 DRIE技術(shù)獲得各層相應(yīng)的圖案，然后利用硅-硅直接鍵合技術(shù)獲得組合的多層結(jié)構(gòu)。它的 缺陷在于，設(shè)備要求高，精度容易受對(duì)準(zhǔn)誤差的累計(jì)影響，并且不適用于各層有孤立結(jié)構(gòu)的 圖形。圖2是采用多材料掩模結(jié)構(gòu)(如Az正膠，二氧化硅，或者金屬層)，根據(jù)材料對(duì)單晶 硅不同刻蝕速率的選擇比，達(dá)到分層刻蝕的目的；該方法主要利用各種掩模材料對(duì)單晶硅 刻蝕時(shí)不同選擇比，逐層刻蝕，如犧牲第一層掩模獲得第一層結(jié)構(gòu)后，緊接利用第二層掩模 材料刻蝕下一層結(jié)構(gòu)，以此類(lèi)推，逐步獲得各層結(jié)構(gòu)。表1 各掩模制作方法和材料對(duì)單晶硅刻蝕的選擇比
權(quán)利要求
1.一種干法深度刻蝕多層硅結(jié)構(gòu)的掩模方法，其特征在于包括以下步驟A.Az正膠圖案的光刻；B.獲得Az正膠圖案為掩模進(jìn)行第一層硅結(jié)構(gòu)的深度刻蝕；C.清潔Az掩模及第一層硅結(jié)構(gòu)，涂敷第1層SuS負(fù)膠；D.通過(guò)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，進(jìn)行SuS膠的光刻獲得第二層結(jié)構(gòu)的掩模圖案；E.以D所得圖案為掩模深度刻蝕第二層硅結(jié)構(gòu)；F.清潔SuS膠掩模及第二層硅結(jié)構(gòu)，涂敷第2層SuS負(fù)膠；G.通過(guò)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，進(jìn)行SuS膠的光刻獲得第三層結(jié)構(gòu)的掩模圖案；H.以G所得的圖案為掩模深度刻蝕第三層硅結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干法深度刻蝕多層硅結(jié)構(gòu)的掩模方法，其特征在于通過(guò)重 復(fù)所述F、G、H步驟1次至5次，能夠獲得第四層至第八層硅結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種干法深度刻蝕多層硅結(jié)構(gòu)的掩模方法，包括以下步驟A.Az正膠圖案的光刻；B.獲得Az正膠圖案為掩模進(jìn)行硅結(jié)構(gòu)的深度刻蝕；C.清潔Az掩模及硅結(jié)構(gòu)，涂敷第1層Su8負(fù)膠；D.通過(guò)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，進(jìn)行Su8膠的光刻獲得下層結(jié)構(gòu)的掩模圖案；E.以D所得圖案為掩模深度刻蝕下層硅結(jié)構(gòu)；重復(fù)上述步驟獲得具有較大結(jié)構(gòu)深度的多層硅微結(jié)構(gòu)。有益效果是由于選用Su8膠作為感應(yīng)耦合等離子體深度反應(yīng)刻蝕的掩模，對(duì)刻蝕的結(jié)構(gòu)起到了保護(hù)作用，有效避免了前次刻蝕結(jié)構(gòu)暴露在等離子體下受離子的直接物理轟擊，該方法工藝重復(fù)性好，可在同一零件中重復(fù)運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)三層甚至更多層具有大高寬比的單晶硅微結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B81C1/00GK102001618SQ201010522008
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者江爭(zhēng), 王英男, 郭育華, 馬廣禮 申請(qǐng)人:天津海鷗表業(yè)集團(tuán)有限公司, 精藝工程研發(fā)所有限公司