[发明专利]硅微机械结构的预埋掩模湿法腐蚀工艺

摘要

本发明公开了一种硅微机械结构的预埋掩模湿法腐蚀工艺，包括制备二氧化硅薄膜层、制备掩模图形（初始掩模图形和预埋掩模图形）、初次湿法腐蚀、开启预埋掩模图形和再次湿法腐蚀等工艺步骤，本发明能够将一套掩模图形存储在硅片表面的掩模层上，并能够在各向异性湿法腐蚀过程中随时调取该掩模图形，从而避免了对已腐蚀硅片进行涂胶和光刻工艺面临的难题，提供了一种在硅片上制作多层微机械结构的新方法。

主权项

一种硅微机械结构的预埋掩模湿法腐蚀工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备二氧化硅薄膜层：以特定晶向的硅片作为硅微机械结构的基底，并在所述硅片的正、反面均生成厚度为D0的二氧化硅薄膜层；（2）制备掩模图形：先对所述硅片的正面进行光刻，然后保护反面并对正面的二氧化硅薄膜层进行刻蚀，刻蚀厚度为D0，在正面形成初始掩模图形；再对硅片的反面进行光刻，然后保护正面并对反面的二氧化硅薄膜层进行刻蚀，刻蚀厚度为D1，D1< D0，在反面形成预埋掩模图形；或者，先对所述硅片的反面进行光刻，然后保护正面并对硅片反面的二氧化硅薄膜层进行刻蚀，刻蚀厚度为D1，D1< D0，在反面形成预埋掩模图形；再对所述硅片的正面进行光刻，然后保护反面并对硅片正面的二氧化硅薄膜层进行刻蚀，刻蚀厚度为D0，在正面形成初始掩模图形；或者，先对所述硅片的正、反面同时进行光刻，然后对硅片正、反面的二氧化硅薄膜层同时进行刻蚀，刻蚀厚度为D0，在正、反面均形成初始掩模图形；然后在所述硅片的正、反面同时旋涂光刻胶保护层，并在正、反面上初始掩模图形外的其他区域继续进行二次光刻，再对二次光刻后的二氧化硅薄膜层进行二次刻蚀，刻蚀厚度为D1，D1< D0，在正、反面均形成预埋掩模图形；或者，先对所述硅片的正、反面同时进行光刻，然后对硅片正、反面的二氧化硅薄膜层同时进行刻蚀，刻蚀厚度为D1，D1< D0，在正、反面均形成预埋掩模图形；然后在所述硅片的正、反面同时旋涂光刻胶保护层，并在正、反面上预埋掩模图形外的其他区域继续进行二次光刻，再对二次光刻后的二氧化硅薄膜层进行二次刻蚀，刻蚀厚度为D0，在正、反面均形成初始掩模图形；（3）初次湿法腐蚀：在碱性腐蚀溶液中，根据形成的初始掩模图形，对上述步骤（2）后的硅片进行各向异性湿法腐蚀，待腐蚀深度达到预设值，停止腐蚀，形成硅片的腐蚀槽，同时成型出薄膜结构；（4）开启预埋掩模图形：对上述步骤（3）后硅片正、反面的二氧化硅薄膜层进行刻蚀，刻蚀厚度为D2，D2= D0－D1，使所述二氧化硅薄膜层上形成的预埋掩模图形在硅片表面开启；（5）再次湿法腐蚀：在碱性腐蚀溶液中，利用已经形成的腐蚀槽和已经开启的预埋掩模图形继续对硅片进行各向异性腐蚀，待硅片腐蚀达到预设值时，停止腐蚀，去除硅片表面的二氧化硅薄膜层，完成硅微机械结构的制作。