[发明专利]基于硅片刻穿的体硅加工工艺

权利要求书

1.一种基于硅片刻穿的体硅加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在硅片表面制备图形化的光刻胶掩膜；

（2）在硅片背面镀金属膜；

（3）用真空油将金属膜粘贴在托片上，托片为表面有氧化层的硅片；

（4）用感应耦合等离子体干法刻蚀系统刻穿硅片，得到体硅微结构；

感应耦合等离子体干法刻蚀采用分阶段刻蚀的方法，包括多个刻蚀阶段，每个刻蚀阶段均在感应耦合等离子体机内，通过钝化、轰击和刻蚀三个步骤交替循环加工完成，随着刻蚀深度的增加，各刻蚀阶段中轰击步骤的轰击强度逐渐增强；

（5）去除光刻胶掩膜和金属膜，释放体硅微结构。

2.如权利要求1所述的基于硅片刻穿的体硅加工工艺，其特征在于，所述步骤（4）包括第一刻蚀阶段和第二刻蚀阶段；

第一刻蚀阶段的刻蚀深度为120～180μm，其中，钝化步骤：离子源功率1500～2000W，下电极功率0W，腔体气压50～90mtorr，C₄F₈流量150～250sccm，SF₆流量0～20sccm，时间0.375～0.40s；轰击步骤：离子源功率2000～3000W，下电极功率50～75W，腔体气压15～30mTorr，C₄F₈流量0～20sccm，SF₆流量100～250sccm，刻蚀时间0.6～0.85s；刻蚀步骤：离子源功率3000～4000W，下电极功率0W，腔体气压80～140mTorr，C₄F₈流量0～20sccm，SF₆流量700～1200sccm，刻蚀时间1～1.5s；

第二刻蚀阶段的刻蚀深度为100～150μm，其中，钝化步骤：离子源功率1500～2000W，下电极功率0W，腔体气压50～90mTorr，C₄F₈流量150～250sccm，SF₆流量0～20sccm，刻蚀时间0.4～0.5s；轰击步骤：离子源功率2000～3000W，下电极功率100W，腔体气压15～30mTorr，C₄F₈流量0～20sccm，SF₆流量100～250sccm，刻蚀时间0.65～0.9s；刻蚀步骤：离子源功率3000～4000W，下电极功率0W，腔体气压80～140mTorr，C₄F₈流量0～20sccm，SF₆流量700～1200sccm，刻蚀时间1～1.5s。

3.如权利要求2所述的基于硅片刻穿的体硅加工工艺，其特征在于，所述步骤（4）还包括第三刻蚀阶段；

第三刻蚀阶段的刻蚀深度为90～110μm，其中，钝化步骤：离子源功率1500～2000W，下电极功率0W，腔体气压50～90mTorr，C₄F₈流量150～250sccm，SF₆流量0～20sccm，刻蚀时间0.4～0.5s；轰击步骤：离子源功率2000～3000W，下电极功率150W，腔体气压15～30mTorr，C₄F₈流量0～20sccm，SF₆流量100～250sccm，刻蚀时间0.65～1s；刻蚀步骤：离子源功率3000～4000W，下电极功率0W，腔体气压80～140mTorr，C₄F₈流量0～20sccm，SF₆流量700～1200sccm，刻蚀时间1～1.5s。