CN105253853A - 一种sog-mems芯片中防止icp过度刻蚀的方法 - Google Patents
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Abstract
一种SOG-MEMS芯片中防止ICP过度刻蚀的方法，对于同时刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽或不同线宽组成的线形，将光刻板上要刻掉多个矩形中的每个矩形设置中心非暴露区域(12)，使中心非暴露区域(12)与该矩形的边框，即外部非暴露区域(11)，中间形成待刻蚀的暴露区域(14)，且待刻蚀的暴露区域的宽度等于要刻穿的最小线形的线宽；该方法保证刻蚀条宽间的均一性，解决具有不同条宽结构刻蚀过程中Lag效应的问题，同时，当刻蚀完成时，中心非暴露区域(12)会掉到下面的支撑层(1)上，可以准确判断刻蚀已经完成。此项发明有效的防止具有不同刻蚀条宽的MEMS结构在ICP刻蚀中造成严重过度刻蚀。
Description
技术领域
本发明涉及一种SOG-MEMS芯片中防止ICP过度刻蚀的方法，本发明属于微机电***(MEMS)器件加工领域，特别是针对以硅-玻璃结构制作MEMS器件的干法刻蚀技术，涉及一种SOG-MEMS芯片中防止或减小ICP刻蚀中过度刻蚀以及进行终点检测的方法。
背景技术
基于硅-玻璃键合以及ICP深硅刻蚀的SOG-MEMS结构在惯性器件及其他传感器中有广泛的应用。在工艺加工过程中，需要先将带有锚点的硅层键合到玻璃层，玻璃层起到支撑的作用，对硅面进行减薄至所需厚度时进行光刻，再用感应耦合等离子体(ICP)设备对硅结构层进行干法刻蚀，完成硅结构释放。
在ICP工艺加工过程中，存在两个主要问题。其一，由于MEMS器件包含不同刻蚀深宽比的三维结构，在结构释放过程中，不同尺寸的线条刻蚀速率有差异，即存在Lag效应；其二，在具有窄线宽如2～5μm宽的结构中，准确判断ICP是否将硅结构完全释放变得困难。其原因在于，MEMS结构中的高深宽比的沟道结构很难使用台阶仪等设备对其深度进行测量，光学显微镜以及扫描电镜也无法观察到刻蚀槽的底部，因此无法准确确定刻蚀终点，容易造成刻蚀未完成或者过度刻蚀，影响器件的性能。在有些先进的ICP刻蚀设备中，可以安装通过监测特征反应产物的装置来进行终点监测，即便如此，由于Lag效应的存在，也还是需要在将芯片取出后进行刻蚀是否完全的检查和确认。另一方面，增加这样的壮置也增加了设备的投资。为了提高整个工艺过程的一致性和可控性，需要采取措施，减小Lag效应，同时能够对刻蚀终点进行准确的检测，以有效的防止结构过刻，确保加工质量。
为了抑制Lag效应，目前，一般采用调节刻蚀工艺压力、气流等参数的方法。但是这些方法主要是基于实验的基础，而且不能完全消除Lag效应。
为了确定刻蚀是否完成，有资料介绍了一种判断刻蚀至氧化层的结构和检查方法，但是该方法是基于SOI结构的MEMS器件，而SOG结构中不存在二氧化硅层，无法利用此方法进行终点检查。目前，确定刻蚀终点的方法是，通过破坏性试验确定一定的刻蚀深度所需要的时间，但是，ICP的刻蚀速率不稳定，无法保证每次刻蚀的重复性。
发明内容
在SOG基MEMS器件的ICP加工过程中，由于Lag效应的存在和刻蚀终点难以判断的问题，导致MEMS结构过度刻蚀。本发明提出了一种基于SOG硅片的防止ICP过度刻蚀的方法。
本发明的技术解决方案是：对于同时刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽或不同线宽组成的线形，结合芯片图形上要刻蚀掉的矩形尺寸和要刻蚀透的线形的线宽，对矩形进行重新划分，利用矩形重新划分后的光刻版对芯片进行光刻、显影和ICP刻蚀。通过对暴露区域宽度的均一化控制和刻蚀终点的准确监测，有效的解决了ICP过度刻蚀的问题。
当芯片的图形包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽组成的线形时，具体步骤如下：
(1)待加工的SOG-MEMS芯片，包括：支撑层(1)、结构层(2)、掩膜层(3)；结构层(2)位于掩膜层(3)和支撑层(1)之间，在结构层(2)面向支撑层(1)的一侧刻蚀出多个锚点(4)，每两个锚点(4)之间产生隔离槽(5)；将支撑层(1)和结构层(2)键合在一起并对结构层进行减薄，至所需要的厚度；掩膜层(3)旋涂在结构层(2)上；
(2)当需要将待加工的SOG-MEMS芯片的图形，包括同时刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽组成的线形，且该矩形的最短边的边长大于2倍线宽；刻穿是指刻透结构层；将光刻板上要刻掉多个矩形中的每个矩形设置中心非暴露区域(12)，使中心非暴露区域(12)与该矩形的边框，即外部非暴露区域(11)，中间形成待刻蚀的暴露区域(13)，且待刻蚀的暴露区域的宽度等于要刻穿的线形的线宽；
利用该图形的光刻板对步骤(1)待加工的SOG-MEMS芯片的掩膜层，进行光刻、显影，将掩膜层光刻出外部非暴露区域(11)、中心非暴露区域(12)和暴露区域(13)，外部非暴露区域(11)和中心非暴露区域(12)被暴露区域(13)分开；暴露区域(13)下的结构层露出；
(3)对步骤(2)从暴露区域(13)露出的结构层，进行ICP刻蚀，即垂直于结构层的表面，向支撑层进行刻蚀，直至形成垂直于结构层表面的沟道，使该沟道与步骤(1)的隔离槽连通，掩膜层上的中心非暴露区域(12)和中心非暴露区域(12)正下方的结构层形成悬空结构，悬空结构掉落在支撑层(1)上，停止刻蚀，此时同时刻蚀透多个同一线宽组成的线形下的结构层，完成刻蚀。
(4)将步骤(3)处理后的待加工的SOG-MEMS芯片倒置，步骤(3)的悬空结构掉落，得到步骤(2)需要加工的SOG-MEMS芯片。
当芯片的图形包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个不同线宽组成的线形时，具体步骤如下：
(1)待加工的SOG-MEMS芯片，包括：支撑层(1)、结构层(2)、掩膜层(3)；结构层(2)位于掩膜层(3)和支撑层(1)之间，在结构层(2)面向支撑层(1)的一侧刻蚀出多个锚点(4)，每两个锚点(4)之间产生隔离槽(5)；将支撑层(1)和结构层(2)键合在一起并对结构层进行减薄，至所需要的厚度；掩膜层(3)旋涂在结构层(2)上；
(2)当需要将待加工的SOG-MEMS芯片的掩膜层，包括同时刻掉多个矩形且刻蚀透多个不同线宽组成的线形，不同线宽中的最大线宽大于最小线宽1倍且小于等于两倍，且该矩形的最短边的边长大于不同线宽组成的线形中最小线宽的2倍；刻穿是指该最小线宽刻透结构层；将光刻板上要刻掉多个矩形中的每个矩形设置中心非暴露区域(12)，使中心非暴露区域(12)与该矩形的边框，即外部非暴露区域(11)，中间形成待刻蚀的暴露区域(13)，且待刻蚀的暴露区域的宽度等于要刻穿的最小线形的线宽；
利用该光刻板对步骤(1)待加工的SOG-MEMS芯片的掩膜层，进行光刻、显影，将掩膜层光刻出外部非暴露区域(11)、中心非暴露区域(12)和暴露区域(13)，外部非暴露区域(11)和中心非暴露区域(12)被暴露区域(13)分开；暴露区域(13)下的结构层露出；
(3)对步骤(2)从暴露区域(13)露出的结构层，进行ICP刻蚀，即垂直于结构层的表面，向支撑层进行刻蚀，直至形成垂直于结构层表面的沟道，使该沟道与步骤(1)的隔离槽连通，掩膜层上的中心非暴露区域(12)和中心非暴露区域(12)正下方的结构层形成悬空结构，悬空结构掉落在支撑层(1)上，停止刻蚀，此时同时刻蚀透多个同一线宽组成的线形下的结构层，完成刻蚀。
(4)将步骤(3)处理后的待加工的SOG-MEMS芯片倒置，步骤(3)的悬空结构掉落，得到步骤(2)需要加工的SOG-MEMS芯片。
本发明与现有技术相比有益效果为：
(1)本发明中综合考虑了需要刻蚀掉的矩形尺寸和需要刻蚀透的线形的线宽，对需要刻蚀的暴露区域的宽度进行了统一，防止了刻蚀过程中由于Lag效应产生的过刻问题；
(2)本发明中要刻蚀掉矩形区域的中心的悬空结构掉落在支撑层(1)上，停止刻蚀，此时同时刻蚀透多个同一线宽组成的线形下的结构层，完成刻蚀，有利用刻蚀终点的判断，防止继续增加刻蚀时间导致的过度刻蚀。
(3)本发明中采用SOG结构，相对于SOI结构和硅-硅结构，成本降低，同时，SOG结构的制备过程中采用阳极键合，对键合条件要求低，提高成品率。
(4)本发明中锚点(4)的高度小于悬空结构的高度，悬空结构掉落在支撑层(1)上时，不会发生横向移动。
附图说明
图1为本发明中SOG芯片加工流程图；
图2为本发明中同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽组成的线形的图形表面结构示意图；
图3为本发明中同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个不同线宽组成的线形的图形表面结构示意图，图3(a)为第一种同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个不同线宽组成的线形的图形表面结构示意图，图3(b)为第二种同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个不同线宽组成的线形的图形表面结构示意图；
图4为本发明中同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽组成的线形的图形加工过程横截面示意图，图4(a)为第一种同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽组成的线形的图形加工过程横截面示意图，图4(b)为第二种同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽组成的线形的图形加工过程横截面示意图；
图5为本发明中同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个不同线宽组成的线形的图形加工过程横截面示意图，图5(a)为本发明中同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个不同线宽组成的线形的图形第一阶段加工过程横截面示意图，图5(b)为本发明中同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个不同线宽组成的线形的图形第二阶段加工过程横截面示意图，图5(c)为本发明中同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个不同线宽组成的线形的图形第三阶段加工过程横截面示意图，图5(d)为本发明中同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个不同线宽组成的线形的图形第四阶段加工过程横截面示意图，图5(d)为本发明中同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个不同线宽组成的线形的图形第五阶段加工过程横截面示意图；
图6为本发明SOG芯片的光刻、显影步骤的各阶段示意图；图6(a)为本发明SOG芯片的光刻、显影步骤的第一阶段示意图，图6(b)为本发明SOG芯片的光刻、显影步骤的第二阶段示意图，图6(c)为本发明SOG芯片的光刻、显影步骤的第三阶段示意图，图6(d)为本发明SOG芯片的光刻、显影步骤的第四阶段示意图，6(e)为本发明SOG芯片的光刻、显影步骤的第五阶段示意图。
具体实施方式
本发明的基本思路为：一种SOG(硅在玻璃上)-MEMS芯片中防止感应耦合等离子体(ICP)过度刻蚀的方法。对于同时刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽或不同线宽组成的线形，将光刻板上要刻掉多个矩形中的每个矩形设置中心非暴露区域12，使中心非暴露区域12与该矩形的边框，即外部非暴露区域11，中间形成待刻蚀的暴露区域14，且待刻蚀的暴露区域的宽度等于要刻穿的最小线形的线宽；该方法保证刻蚀条宽间的均一性，解决具有不同条宽结构刻蚀过程中Lag效应的问题，同时，当刻蚀完成时，中心非暴露区域12会掉到下面的支撑层1上，可以准确判断刻蚀已经完成。此项发明有效的防止具有不同刻蚀条宽的MEMS结构在ICP刻蚀中造成严重过度刻蚀。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，
实施例一：加工图形同时包括刻蚀掉多个矩形和刻蚀透多个同一线宽组成的线形的芯片。加工流程如图1所示。
1、SOG芯片的制备。
SOG结构如图2所示，包括支撑层1、结构层2、掩膜层3；支撑层1为玻璃材料、结构层2为硅材料、掩膜层3为光刻胶。在硅层面向玻璃层的一侧刻蚀出多个锚点4，锚点高度一般为5-30um，该例中锚点高度设为10um，每两个锚点4之间产生隔离槽5，硅片通过锚点与玻璃片连接在一起；将玻璃层和硅层键合在一起并利用化学机械抛光设备对硅层进行减薄，至所需要的厚度，一般为40-80um，该例中硅片厚度为55um，硅片厚度的片内均匀性小于±5um；将掩膜层光刻胶用匀胶机旋涂在结构层硅上。
2、判断芯片图形的类型。
本芯片的图形同时包括刻蚀掉2矩形和刻蚀透16个同一线宽组成的线形，表面结构示意图如图3(a)所示。图中白色矩形区域为刻蚀掉的区域，矩形最短边的边长为50um，红色线框中同一线宽组成的线形宽度为3um。该矩形的最短边的边长大于2倍线形的线宽。
3、对需要刻蚀掉的区域进行分割并制备光刻版
将光刻板上要刻掉的2个矩形中的每个矩形设置中心非暴露区域12，使中心非暴露区域12与该矩形的边框，即外部非暴露区域11，中间形成待刻蚀的暴露区域13，且待刻蚀的暴露区域的宽度等于要刻蚀透的线形的线宽，如图3(b)所示。并利用电子束曝光的方法制备此图形的光刻版。重新划分前的图形中的2个矩形暴露面积远大于同一线宽组成的线形的宽度，在ICP加工过程中，暴露面积较大的矩形区域刻蚀速率快，约2um/min，而暴露面积较小的线形刻蚀速率慢，约1.5um/min，暴露面积大的矩形区域先刻蚀完成，但是暴露面积小的线形未刻蚀完成。当继续刻蚀暴露面积小的线形时，会对已经刻蚀透的矩形区域的侧壁进一步刻蚀，产生对矩形区域的过度刻蚀。重新划分后的图形中，矩形边框暴露区域的宽度和需要刻蚀透的线形的暴露宽度一致，防止了刻蚀过程中由于Lag效应产生的过刻问题；
4、利用光刻版对SOG芯片进行光刻，显影
利用步骤3中的光刻板对步骤(1)待加工的SOG-MEMS芯片的掩膜层，进行光刻、显影，如图5(a)所示，将掩膜层的矩形区域光刻出外部非暴露区域11、中心非暴露区域12和暴露区域13，外部非暴露区域11和中心非暴露区域12被暴露区域13分开；暴露区域13下的结构层露出；
5、对暴露区域进行ICP刻蚀
本例中采用刻蚀/钝化交替进行的Bosch工艺进行深硅刻蚀。这种工艺可以得到高的刻蚀速率和各向异性。刻蚀过程中采用六氟化硫(SF6)作为刻蚀气体，八氟化四碳(C4F8)作为保护气体。C4F8在等离子状态下发生分解，并与硅表面发生反应，形成(CF2)n钝化膜。SF6产生的F-刻蚀掉钝化膜，并形成挥发性气体CFx，接着进行硅材料刻蚀，产生挥发性气体SiFx。如图5(b)所示。
钝化过程的反应式如下：
C4F8↑→4CF2↑(1)
n×CF2↑→(CF2)n(2)
刻蚀过程的反应式如下：
SF6↑→SxFy↑+SxFy+↑+F-↑(3)
(CF2)n+F-↑→CFx↑(4)
Si+F-→SiFx↑(5)
刻蚀工艺参数如表1所示。在刻蚀过程中通入一定比例的氧气，这样，刻蚀过程中裸露出来的硅在氧等离子体的辐照下被氧化，形成一薄层二氧化硅氧化层，这样，二氧化硅和钝化膜(CF2)n在硅侧壁形成双层保护，提高刻蚀结构的垂直度。使用此工艺条件可以获得深宽比大于20，侧壁垂直度高达89.9°的结构，可以有效的提高MEMS器件性能。
表1ICP刻蚀工艺参数
| 参数 | 刻蚀 | 钝化 |
| 气体流量[sccm] | 125SF6/14O2 | 80C4F8 |
| 工艺时间[s] | 10 | 5 |
| 气体压力[mTorr] | 5 | 3 |
| 上电极功率[W] | 600 | 600 |
| 下电极功率[W] | 14 | Off |
| 温度[℃] | 20 | 20 |
6、ICP刻蚀终点检测
根据刻蚀速率和硅片厚度计算刻蚀所需要的时间。该例中硅片厚度为40um，刻蚀速率为1.5um/min，故需要的刻蚀时间大约为30min。待刻蚀时间到30min后，取出芯片，利用放大倍数为500倍的显微镜，聚焦芯片中矩形区域内非暴露区域下的悬空结构，若悬空结构的表面与矩形边框的非暴露区域表面之间存在高度差，说明矩形区域内非暴露区域下的悬空结构已掉落，确定刻蚀已经完成，如图5(c)所示。若悬空结构的表面与矩形边框的非暴露区域表面之间不存在高度差，说明矩形区域内非暴露区域下的悬空结构未掉落，刻蚀未完成，需要再继续增加刻蚀时间，但是，此时刻蚀时间一般控制在1-3min内，取出芯片再次用显微镜观察，反复进行刻蚀-观察步骤，防止由于过多的增加刻蚀时间导致过度刻蚀。
7、将芯片倒置，使悬空结构掉落
刻蚀完成的芯片，矩形区域内非暴露区域下的悬空结构已掉落到支撑层玻璃上。由于锚点的高度10um，小于悬空结构的高度45um，掉落在玻璃层上的悬空结构不会在横向发生移动。将刻蚀完成后的芯片倒置，悬空结构在重力的作用下掉落，如图5(d)所示。最终获得需要的图形芯片。
实施例二：加工图形同时包括刻蚀掉多个矩形且刻蚀透多个不同线宽组成的线形的芯片。
加工流程如图1所示。
1、SOG芯片的制备同实施例一；
2、判断芯片图形的类型。
本芯片的图形同时包括刻蚀掉4矩形和刻蚀透16个不同线宽组成的线形，表面结构示意图如图4(a)所示。图中白色矩形区域为刻蚀掉的区域，矩形的最小边长为45um，红色线框中的区域为不同线宽组成的线形，区域a中的线宽最小，为3um，区域b中的线宽为4um，区域b中的线宽为5um，区域c中的线宽为5um，区域d中的线宽最大,为6um。该矩形的最短边的边长大于2倍线形的线宽6um。
3、对需要刻蚀掉的区域进行分割并制备光刻版
该图形中矩形区域的划分方法与实施例一相同。与实施例一中的区别在于矩形区域的中心非暴露区域12与该矩形的边框，即外部非暴露区域11，中间形成待刻蚀的暴露区域13，且待刻蚀的暴露区域的宽度等于要刻蚀透的最小线形的线宽，如图4(b)所示，图中的4个矩形均被重新划分。不同线宽的其他线形宽度大于1倍且小于2倍最小线宽，无法进行重新划分。但是由于不同线宽的线形宽度差别较小，在ICP刻蚀过程中，刻蚀速率差别不明显，因此，不同线宽的线形间由于Lag效应引入的过刻问题并不严重。
4、SOG芯片的光刻、显影步骤与实施例一中的相同，如图6(a)所示。
5、对暴露区域进行ICP刻蚀
刻蚀原理和工艺参数与实施例一中的相同。在刻蚀过程中，暴露区域宽度较大的线形先刻蚀透硅结构层，再增加刻蚀时间3-5min，矩形区域中的暴露区域13与线宽最小的线形同时刻蚀透，刻蚀过程如图6(b)所示。
6、ICP刻蚀终点检测与实施例一中的相同，如图6(c)所示。
7、将芯片倒置，使悬空结构掉落与实施例一中的相同，如图6(d)、6
(e)所示。
实施例三：加工其他线形结构的芯片
线形的结构可以是H形，也可以是其他的形状，线形的端部可以是矩形，也可以是圆弧形。这些结构在MEMS器件中均有广泛应用。
其余步骤同实施例一。
本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
Claims (10)
1.一种SOG-MEMS芯片中防止ICP过度刻蚀的方法，其特征在于：步骤如下：
(1)待加工的SOG-MEMS芯片，包括：支撑层(1)、结构层(2)、掩膜层(3)；结构层(2)位于掩膜层(3)和支撑层(1)之间，在结构层(2)面向支撑层(1)的一侧刻蚀出多个锚点(4)，每两个锚点(4)之间产生隔离槽(5)；将支撑层(1)和结构层(2)键合在一起并对结构层进行减薄，至所需要的厚度；掩膜层(3)旋涂在结构层(2)上；
(2)当需要将待加工的SOG-MEMS芯片的图形，包括同时刻蚀掉多个矩形(6)和刻蚀透多个同一线宽组成的线形，且该矩形的最短边的边长大于2倍线宽；刻蚀透是指刻透结构层；将光刻板上要刻掉多个矩形中的每个矩形设置中心非暴露区域(12)，使中心非暴露区域(12)与该矩形的边框，即外部非暴露区域(11)，中间形成待刻蚀的暴露区域(13)，且待刻蚀的暴露区域的宽度等于要刻穿的线形的线宽；
利用该图形的光刻板对步骤(1)待加工的SOG-MEMS芯片的掩膜层，进行光刻、显影，将掩膜层光刻出外部非暴露区域(11)、中心非暴露区域(12)和暴露区域(13)，外部非暴露区域(11)和中心非暴露区域(12)被暴露区域(13)分开；暴露区域(13)下的结构层露出；
(3)对步骤(2)从暴露区域(13)露出的结构层，进行ICP刻蚀，即垂直于结构层的表面，向支撑层进行刻蚀，直至形成垂直于结构层表面的沟道，使该沟道与步骤(1)的隔离槽连通，掩膜层上的中心非暴露区域(12)和中心非暴露区域(12)正下方的结构层形成悬空结构，悬空结构掉落在支撑层(1)上，停止刻蚀，此时同时刻蚀透多个同一线宽组成的线形下的结构层，完成刻蚀；
(4)将步骤(3)处理后的待加工的SOG-MEMS芯片倒置，步骤(3)的悬空结构掉落，得到步骤(2)需要加工的SOG-MEMS芯片。
2.根据权利要求1的一种SOG-MEMS芯片中防止ICP过度刻蚀的方法，其特征在于：所述支撑层(1)为玻璃层，结构层(2)为硅层，掩膜层(3)为光刻胶。
3.根据权利要求1的一种防止刻蚀过程中过度刻蚀的方法，其特征在于：所述芯片的锚点(4)可以和外部非暴露区域(11)直接连接，也可以通过其他的外部非暴露区域间接连接，锚点的高度小于悬空结构的高度。
4.根据权利要求1的一种防止刻蚀过程中过度刻蚀的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，在刻蚀到预定时间后，将芯片取出，放在显微镜下观察，如果发现悬空结构和外部非暴露区域(11)的结构存在高度差，并低于周边的结构，表明刻蚀已经完全。
5.根据权利要求1的一种防止刻蚀过程中过度刻蚀的方法，其特征在于：当锚点(4)的高度，即悬空结构掉落在支撑层上时，悬空结构上表面与芯片上表面间的高度差为5-80um时，所述显微镜为大于500倍的金相显微镜，能够通过观察聚焦面来确定不同结构表面的高低差别。
6.一种SOG-MEMS芯片中防止ICP过度刻蚀的方法，其特征在于：步骤如下：
(1)待加工的SOG-MEMS芯片，包括：支撑层(1)、结构层(2)、掩膜层(3)；结构层(2)位于掩膜层(3)和支撑层(1)之间，在结构层(2)面向支撑层(1)的一侧刻蚀出多个锚点(4)，每两个锚点(4)之间产生隔离槽(5)；将支撑层(1)和结构层(2)键合在一起并对结构层进行减薄，至所需要的厚度；掩膜层(3)旋涂在结构层(2)上；
(2)当需要将待加工的SOG-MEMS芯片的掩膜层，包括同时刻掉多个矩形且刻蚀透多个不同线宽组成的线形，不同线宽中的最大线宽大于最小线宽1倍且小于等于两倍，且该矩形的最短边的边长大于不同线宽组成的线形中最小线宽的2倍；刻蚀透是指该最小线宽刻透结构层；将光刻板上要刻掉多个矩形中的每个矩形设置中心非暴露区域(12)，使中心非暴露区域(12)与该矩形的边框，即外部非暴露区域(11)，中间形成待刻蚀的暴露区域(14)，且待刻蚀的暴露区域的宽度等于要刻穿的最小线形的线宽；
利用该光刻板对步骤(1)待加工的SOG-MEMS芯片的掩膜层，进行光刻、显影，将掩膜层光刻出外部非暴露区域(11)、中心非暴露区域(12)和暴露区域(13)，外部非暴露区域(11)和中心非暴露区域(12)被暴露区域(13)分开；暴露区域(13)下的结构层露出；
(3)对步骤(2)从暴露区域(13)露出的结构层，进行ICP刻蚀，即垂直于结构层的表面，向支撑层进行刻蚀，直至形成垂直于结构层表面的沟道，使该沟道与步骤(1)的隔离槽连通，掩膜层上的中心非暴露区域(12)和中心非暴露区域(12)正下方的结构层形成悬空结构，悬空结构掉落在支撑层(1)上，停止刻蚀，此时同时刻蚀透多个同一线宽组成的线形下的结构层，完成刻蚀；
(4)将步骤(3)处理后的待加工的SOG-MEMS芯片倒置，步骤(3)的悬空结构掉落，得到步骤(2)需要加工的SOG-MEMS芯片。
7.根据权利要求6的一种SOG-MEMS芯片中防止ICP过度刻蚀的方法，其特征在于：所述支撑层(1)为玻璃层，结构层(2)为硅层，掩膜层(3)为光刻胶。
8.根据权利要求6的一种防止刻蚀过程中过度刻蚀的方法，其特征在于：所述芯片的锚点(4)可以和外部非暴露区域(11)直接连接，也可以通过其他的外部非暴露区域间接连接，锚点的高度小于悬空结构的高度。
9.根据权利要求6的一种防止刻蚀过程中过度刻蚀的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，在刻蚀到预定时间后，将芯片取出，放在显微镜下观察，如果发现悬空结构和外部非暴露区域(11)的结构存在高度差，表明刻蚀已经完全。
10.根据权利要求6的一种防止刻蚀过程中过度刻蚀的方法，其特征在于：当锚点(4)的高度，即悬空结构掉落在支撑层上时，悬空结构上表面与芯片上表面间的高度差为5-80um时，所述显微镜为大于500倍的金相显微镜，能够通过观察聚焦面来确定不同结构表面的高低差别。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111006182A (zh) * | 2018-10-04 | 2020-04-14 | Zkw集团有限责任公司 | 用于机动车前照灯光模块的投影机构和用于制造投影机构的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080099436A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-01 | Michael Grimbergen | Endpoint detection for photomask etching |
| CN102508203A (zh) * | 2011-11-17 | 2012-06-20 | 西北工业大学 | 一种新型mems仿生声矢量传感器及其加工方法 |
| CN104211010A (zh) * | 2013-06-03 | 2014-12-17 | 中国科学院微电子研究所 | 一种刻蚀方法 |
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2015
- 2015-10-26 CN CN201510701040.3A patent/CN105253853B/zh active Active
Patent Citations (3)
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