[发明专利]一种高精度硅基掩模版及其加工方法

说明书

本发明提供了一种高精度硅基掩模版及其加工方法。本发明采用SOI片作为基底，SOI片中间的氧化硅层既可以作为正面深硅刻蚀的截止层，又可以作为背面开窗湿法刻蚀的截止层，可以在背面湿法刻蚀时保护正面的精细图形，有效防止刻蚀液从背面破坏正面的图形；同时采用先干刻正面图形再湿刻开窗的工艺顺序，可以提高正面深硅刻蚀的均匀性，硅片不同区域的刻蚀深度的偏差在5％以内。另外，该方法制备的硅基掩模版的最小线宽为2微米，镂空部分最薄为20微米，机械强度高，可重复利用，图形可定制。

技术领域

本发明属于硅基掩模版技术领域，尤其涉及一种高精度硅基掩模版及其加工方法。

背景技术

在微纳加工领域，有机材料和二维材料开始有越来越多的应用，但有机材料和二维材料的图形化加工无法使用常规的光刻、镀膜、剥离、刻蚀工艺，因为这些材料在光刻显影和刻蚀时性能会受到影响，甚至会被完全破坏。例如OLED面板的制作过程中，需要将有机发光材料蒸镀到每一个像素点里，研究二维材料的电学、光电性质时，一般需要在二维材料上进行高精度的金属电极沉积，这些二维材料极其脆弱，无法进行溶液内工艺操作，也无法承受过刻时的等离子体轰击。因此对这些材料进行图形化加工时不能使用常规的光刻、镀膜、刻蚀或剥离的工艺，必须使用无光刻技术。常见的无光刻技术一般是金属通孔掩模版，已经普遍应用在OLED面板制作领域。但金属通孔掩膜版由于受到金属材料的限制，加工精度只能到50微米左右，随着像素越来越高，金属通孔掩膜版已无法满足工艺需求，很多实验室在二维材料上进行金属电极沉积时对电极的最小线宽要求也基本在10微米以下。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高精度硅基掩模版及其加工方法，该方法能够提高正面深硅刻蚀的均匀性。

本发明提供了一种高精度硅基掩模版的加工方法，包括以下步骤：

以SOI片为基底，在所述SOI片的正面干法刻蚀图形，再在所述SOI片基底的背面湿法刻蚀，得到高精度硅基掩模版。

优选地，所述SOI片的正面干法刻蚀图形具体包括：

11)提供SOI片基底；

21)在SOI片基底的正面和背面沉积氮化硅薄膜；

31)在正面氮化硅薄膜上沉积氧化硅薄膜；

41)进行光刻显影，将需要镂空的区域的光刻胶显掉；

51)在SOI片正面进行干法刻蚀，对SOI片正面的氮化硅和氧化硅双层进行图案化，将需要镂空的区域的氮化硅和氧化硅刻蚀掉，直到刻到SOI正面的硅层表面；

61)继续在步骤51)的基础上将需要镂空的区域的硅层刻穿，直到刻到SOI片的氧化硅层。

优选地，所述SOI片基底的背面湿法刻蚀具体包括：

12)在SOI片基底背面氮化硅薄膜上光刻显影，对光刻胶图形化，光刻时保证正面图形落在背面图形窗口内；

22)采用干法刻蚀，对SOI片背面的氮化硅图形化，将背面图形窗口区域中的氮化硅刻掉，刻到SOI片背面硅层的表面；

32)去胶，清洗；

42)采用等离子增强化学气相沉积法在SOI片正面依次沉积氧化硅和氮化硅薄膜；再涂布黑蜡保护层；将得到的产品放入碱性硅刻蚀液中，对背面的图形窗口区域的硅层进行刻蚀。

优选地，所述步骤42)后还包括：

52)去除黑蜡保护层后放入酸性刻蚀液中，将SOI片基底中间的氧化硅层、步骤21)沉积的SOI正面和背面的氮化硅、步骤31)沉积的SOI正面的氧化硅及步骤42)沉积的氧化硅和氮化硅全部刻蚀完，得到高精度硅基掩模版。

优选地，所述SOI片基底从正面到背面依次包括正面硅层、中间氧化硅层和背面硅层；