一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺的制作方法

本发明涉及半导体芯片加工，具体为一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺。

背景技术：

1、mems是micro-electro-mechanical?system的缩写，中文名称是微机电系统。微机电系统是在微电子技术(半导体制造技术)基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、liga、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。mems是一项革命性的新技术，广泛应用于高新技术产业，是一项关系到国家的科技发展、经济繁荣和国防安全的关键技术。而硅基mems芯片简而言之，就是用半导体技术在硅片上制造电子机械系统，再形象一点说就是做一个微米纳米级的机械系统，这个机械系统可以把外界的物理、化学信号转换成电信号。硅基mems芯片一般为背腔结构的硅衬底芯片，其背腔结构一般是通过将背面的硅衬底进行刻蚀以形成的。

2、现有技术中背面大面积空腔刻蚀的方法是直接用光刻制备出需要刻蚀区域的阻挡，然后用阻挡进行大面积刻蚀，刻蚀之后，因为负载效应，会导致刻蚀的侧面出现严重的钻刻现象，还会导致刻蚀的底部平整性差，出现严重的弧度。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，包括以下步骤：

2、步骤一、在硅基mems芯片表面涂覆光刻胶，对光刻胶进行曝光、显影，形成光刻图案；

3、步骤二、按照光刻图案对硅基mems芯片进行网格式分割刻蚀；

4、步骤三、网格式分割刻蚀完成后，去除光刻图案，得到带有大面积背腔的硅基mems芯片。

5、优选地，所述步骤一中，光刻胶为负性光刻胶。

6、优选地，所述步骤一中，显影为采用氢氧化钠水溶液作为显影液进行恒温显影，显影温度为25℃，显影时间为3-4min。

7、优选地，氢氧化钠水溶液浓度为3-5wt％。

8、优选地，所述步骤二中，刻蚀处理采用干法刻蚀。

9、优选地，所述干法刻蚀包括等离子体刻蚀。

10、优选地，所述步骤二中，去除光刻图案的方式包括用清洗液将光刻图案去除。

11、优选地，所述清洗液为98wt％硫酸水溶液。

12、优选地，清洗温度为40-50℃。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、本发明是在传统的大面积刻蚀技术的基础上，通过光刻技术将待刻蚀区域进行分割，形成分割图案，然后按照分割图案进行网格式分割刻蚀；刻蚀过程中，由于干法刻蚀的侧向刻蚀能力，能够实现网格式的去除，从而在刻蚀完成后，得到是完整的大面积背腔。通过采用网格式分割的刻蚀方法，有效地分割了大面积刻蚀过程中因为负载效应的产生而出现的钻刻现象；也解决了刻蚀的底部平整性差、存在严重的弧度的问题，形成了底部平整、深度均匀的深槽结构；有效提升了芯片的品质和性能。

技术特征：

1.一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，其特征在于，所述步骤一中，光刻胶为负性光刻胶。

3.根据权利要求1所述的一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，其特征在于，所述步骤一中，显影为采用氢氧化钠水溶液作为显影液进行恒温显影。

4.根据权利要求3所述的一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，其特征在于，显影温度为25℃，显影时间为3-4min。

5.根据权利要求3所述的一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，其特征在于，氢氧化钠水溶液浓度为3-5wt％。

6.根据权利要求1所述的一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，其特征在于，所述步骤二中，刻蚀处理采用干法刻蚀。

7.根据权利要求6所述的一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，其特征在于，所述干法刻蚀包括等离子体刻蚀。

8.根据权利要求1所述的一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，其特征在于，所述步骤三中，去除光刻图案的方式包括用清洗液将光刻图案去除。

9.根据权利要求8所述的一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，其特征在于，所述清洗液为98wt％硫酸水溶液。

10.根据权利要求8所述的一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，其特征在于，清洗温度为40-50℃。

技术总结
本发明涉及半导体芯片加工技术领域，且公开了一种硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺。所述硅基mems芯片大面积背腔深刻蚀的干法刻蚀工艺，是在传统的大面积刻蚀技术的基础上，通过光刻技术将待刻蚀区域进行分割，形成分割图案，然后按照分割图案进行网格式分割刻蚀。通过采用网格式分割的刻蚀方法，有效地分割了大面积刻蚀过程中因为负载效应的产生而出现的钻刻现象；也解决了刻蚀的底部平整性差、存在严重的弧度的问题，形成了底部平整、深度均匀的深槽结构；利用干法刻蚀的侧向刻蚀能力，实现网格式的去除；有效提升了芯片的品质和性能。

技术研发人员：王丹丹,陈迎迎,刘彤
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>苏州恒芯微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22