[发明专利]一种深硅刻蚀制作高精度通孔的方法

摘要

本发明提供一种深硅刻蚀制作高精度通孔的方法。现有方法刻蚀深度空间分布不均匀，从而改变硅通孔的侧壁及底部轮廓。本发明方法首先在基底上依次制备SiO₂薄膜层和多晶硅薄膜，然后通过紫外光刻将所设计圆环相间的图形转移到裸硅片背面的光刻胶上，再按照图案进行深硅刻蚀，将基底刻穿至刻蚀截止层，去除裸硅片背面残余的光刻胶后重新旋涂光刻胶，将所设计的基准通孔图案通过紫外光刻转移到光刻胶上；显影后，将整个硅片浸入氢氟酸溶液中，对截止层进行湿法腐蚀，基准通孔区域内的圆环完全脱落，形成高精度通孔。本发明方法可以解决深硅刻蚀过程中因负载效应所导致的通孔侧壁轮廓形状畸变问题，提高微型通孔的刻蚀精度。

主权项

1.一种深硅刻蚀制作高精度通孔的方法，其特征在于该方法的具体步骤是：步骤1.采用化学气相沉积技术、热氧化法或正硅酸乙酯热分解法在裸硅片正面淀积一层厚度为500～1500nm的SiO₂薄膜，作为背面深硅刻蚀截止层；步骤2.在SiO₂薄膜层上采用化学气相沉积技术淀积厚度为1～2μm的多晶硅,便于观察深硅刻蚀的刻蚀深度空间分布均匀性；步骤3.从裸硅片背面进行紫外光刻，将所设计圆环相间的图形转移到裸硅片背面的光刻胶上，形成多个圆环相间的图案；每个圆环图案中圆环的环宽W大于等于裸硅片厚度h与刻蚀深宽比r之比，即所设计圆环相间的图形是指，根据步骤4中深硅刻蚀的离子束强度分布，设计每个圆环图案中圆环的环宽W，使步骤4中所有圆环相间的图案深硅刻蚀速率相同；步骤4.紫外光刻完成后，按照多个圆环相间的图案进行深硅刻蚀，将基底刻穿至刻蚀截止层，形成多个圆环沟槽；步骤5.去除裸硅片背面残余的光刻胶，然后在裸硅片背面旋涂光刻胶，所旋涂的光刻胶正对圆环沟槽图案，多个圆环沟槽内充满光刻胶；步骤6.将所设计的基准通孔图案通过紫外光刻转移到光刻胶上；显影后，基准通孔区域内表面及基准通孔区域内的圆环沟槽内的光刻胶被完全去除；步骤7.将整个硅片浸入氢氟酸溶液中，对截止层进行湿法腐蚀，氢氟酸溶液从基准通孔区域内的圆环沟槽流入至截止层，基准通孔区域内的圆环沟槽对应的SiO₂材料腐蚀完以后，圆环完全脱落，形成通孔，高精度通孔制作完成。