一种硅通孔刻蚀方法

摘要

一种硅通孔刻蚀方法，属于微机电系统微纳加工领域，解决采用现有Bosch工艺和金属掩膜进行深硅刻蚀存在基底侧壁产生波纹、光刻胶容易损坏和金属污染的问题。本发明包括：制备图形步骤、刻蚀步骤、加培片步骤、穿透步骤和去除光刻胶步骤。在刻蚀步骤中，循环交替刻蚀后，暂停加工，使光刻胶冷却，避免降低其保护作用，然后再循环刻蚀；在刻蚀气体中加入了钝化气体；在钝化气体中加入了刻蚀气体，用以提高侧壁光滑度；在加培片步骤中，把硅片粘附在培片上面，以防止刻穿后，硅片破裂，并损害设备。本发明工艺简单，刻蚀速度快，采用光刻胶做掩膜，刻蚀后容易去除，还避免金属污染；容易控制通孔侧壁垂直度；提高了侧壁光滑度，消除侧壁波纹。

主权项

一种硅通孔刻蚀方法，包括：(1)制备图形步骤：在硅片上均匀涂覆光刻胶，光刻胶厚度10～15μm；采用光刻工艺在光刻胶上制备出所需图形；(2)刻蚀步骤：利用Bosch工艺，在感应耦合等离子刻蚀机内，对制备图形的硅片进行40～80次刻蚀和钝化交替加工后，暂停加工，待光刻胶冷却后，再进行40～80次刻蚀和钝化交替加工；如此循环交替，直至硅片被刻蚀部分剩余厚度小于150um；感应耦合等离子刻蚀机工艺腔压力：30～40mtorr，温度：10～30℃；每次刻蚀和钝化交替加工中，刻蚀阶段：射频功率25～30w，感应耦合等离子功率700～800W，刻蚀时间10～12秒，加入气体为C4F8和SF6，C4F8流量：5±1sccm，SF6流量：100±5sccm；钝化阶段：射频功率10～15W，感应耦合等离子功率700～800W，钝化时间10～12秒，加入气体为C4F8和SF6，C4F8流量：100±5sccm，SF6流量：5±1sccm；(3)加培片步骤：选用厚度大于300μm的整片硅片做为培片，在培片上面涂覆真空导热油，将经过步骤(2)加工的硅片粘附在培片上面；(4)穿透步骤：对经过步骤(3)处理的硅片，采用步骤(2)的刻蚀工艺直至刻穿硅片；(5)去除光刻胶步骤：将刻穿的硅片浸入丙酮溶液，经超声波处理，去掉硅片上残余的光刻胶，得到具有通孔结构的硅片。