一种MEMS器件湿法刻蚀工艺的制作方法

本发明涉及mems器件领域，尤其涉及一种mems器件湿法刻蚀工艺。

背景技术：

很少有微机械化或集成化的器件是在没有进行一些湿法化学处理的情况下开发或制造的。不管器件是否是电气的，机械的，电子的，集成的，光学的，光电子学的，生物的，聚合的，微流控的传感器或执行器，有关这些器件的制造工艺或过程的替换决定将对最终的技术和商业成功有重要影响。这些器件通常在硅衬底、化合物半导体、玻璃、石英、陶瓷或塑性材料上制造，可能涉及在这些材料上淀积一层或多层薄膜并光刻和腐蚀。这些层和淀积顺序受工艺和用于开发和制造该器件的工艺单元限制，随着层数的增长变的越来越复杂和相互影响。湿法腐蚀是使用液态腐蚀剂系统化的有目的性的移除材料，在光刻掩膜涂覆后或者一个硬掩膜后紧接该步腐蚀。这个腐蚀步骤之后，通常采用去离子水漂洗和随后的掩膜材料的移除工艺。湿法腐蚀可替换工艺包括干法刻蚀，即使用一种或多种低压力的反应气体，采用rf感应激励后进行反应，然后再将反应生成的气态物质抽出。非等离子干法刻蚀，例如双氟化疝或氢氟酸的酸性蒸气腐蚀，拥有各向同性湿法腐蚀的诸多特性，该腐蚀通常在一个有限的腔室内完成。近乎所有ic,mems,moems,mst和nems类的器件的产生都很可能与一些湿法腐蚀工艺有关。整个工艺流程可被描述为一系列步骤或者序列，这些湿法腐蚀常用于选择性的去除淀积薄膜的一部分，剥去诸如硬掩膜和光刻胶等特定的材料，为以后的加工清洗和准备衬底，去除牺牲层和部分衬底，以及形成三维结构。

技术实现要素：

本发明的目的在于通过一种mems器件湿法刻蚀工艺，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种mems器件湿法刻蚀工艺，其包括如下步骤：

s101、刻蚀衬底以形成沟槽，采用等离子气体进行钝化，在沟槽的表面上形成聚合物的钝化层；

s102、去除沟槽底面上的钝化层，对所述硅衬底的下表面进行机械抛光，在所述硅衬底的下表面形成有机械损伤层；

s103、使用硅腐蚀液去除所述机械损伤层，去除光刻胶；

s104、去除牺牲层：通过使用液体腐蚀剂进行大范围的横向钻蚀，并留下独立的不需要依靠支撑物的部分，选择性地去除牺牲层；

s105、去除衬底减薄荷：由带有化学腐蚀液的物理研磨机制实现均匀的衬底去除和减薄，快速地去除圆片正面或背面的材料。

特别地，所述步骤s104具体包括：去除牺牲层：通过使用液体腐蚀剂进行大范围的横向钻蚀，并留下独立的不需要依靠支撑物的部分，选择性地去除牺牲层；快速腐蚀双层结构，在热氧化层上重掺杂淀积的氧化层，晶圆背面保持薄膜不变。

本发明提出的mems器件湿法刻蚀工艺操作简单，低成本及效率高，可以灵活地控制通过湿法腐蚀制作mems牺牲层时所得到的腐蚀形貌。

附图说明

图1为本发明实施例提供的mems器件湿法刻蚀工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。

请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的mems器件湿法刻蚀工艺流程图。本实施例中mems器件湿法刻蚀工艺具体包括如下步骤：

s101、刻蚀衬底以形成沟槽，采用等离子气体进行钝化，在沟槽的表面上形成聚合物的钝化层。

s102、去除沟槽底面上的钝化层，对所述硅衬底的下表面进行机械抛光，在所述硅衬底的下表面形成有机械损伤层。

s103、使用硅腐蚀液去除所述机械损伤层，去除光刻胶。

s104、去除牺牲层：通过使用液体腐蚀剂进行大范围的横向钻蚀，并留下独立的不需要依靠支撑物的部分，选择性地去除牺牲层；快速腐蚀双层结构，在热氧化层上重掺杂淀积的氧化层，晶圆背面保持薄膜不变。

s105、去除衬底减薄荷：由带有化学腐蚀液的物理研磨机制实现均匀的衬底去除和减薄，快速地去除圆片正面或背面的材料。

本发明提出的mems器件湿法刻蚀工艺操作简单，低成本及效率高，可以灵活地控制通过湿法腐蚀制作mems牺牲层时所得到的腐蚀形貌。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种MEMS器件湿法刻蚀工艺，包括如下步骤：刻蚀衬底以形成沟槽，采用等离子气体进行钝化，在沟槽的表面上形成聚合物的钝化层；去除沟槽底面上的钝化层，对所述硅衬底的下表面进行机械抛光，在所述硅衬底的下表面形成有机械损伤层；使用硅腐蚀液去除所述机械损伤层，去除光刻胶；去除牺牲层：通过使用液体腐蚀剂进行大范围的横向钻蚀，并留下独立的不需要依靠支撑物的部分，选择性地去除牺牲层；去除衬底减薄荷：由带有化学腐蚀液的物理研磨机制实现均匀的衬底去除和减薄，快速地去除圆片正面或背面的材料。本发明操作简单，低成本及效率高，可以灵活地控制通过湿法腐蚀制作MEMS牺牲层时所得到的腐蚀形貌。

技术研发人员：叶军
受保护的技术使用者：叶军
技术研发日：2017.08.21
技术公布日：2017.12.15