《炬丰科技-半导体工艺》MEMS湿刻蚀参考程序
书籍：《炬丰科技-半导体工艺》
文章：MEMS湿刻蚀参考程序
编号：JFKJ-21-349
作者：炬丰科技
摘要
这种性质的蚀刻工艺需要在高于环境温度的情况下将器件长时间暴露于酸碱水溶液的强腐蚀性混合物中。需要一种旋涂聚合物涂层以防止这种电路暴露于腐蚀性蚀刻剂。挑战在于开发在蚀刻过程中不会分解或溶解在蚀刻剂中的保护涂层。此类涂层需要对基材具有出色的附着力，而不会破坏下面的敏感特征。这些材料专门设计用于保护在 MEMS 设备制造商使用的晶圆清洁工艺期间遭受集中 MAE 的电路。正在开发第二个多层涂层系统，用于强氢氟酸和其他各种混合酸蚀刻剂30 分钟或更长时间的 fbr 暴露。这些材料专门设计用于保护在 MEMS 设备制造商使用的晶圆清洁工艺期间遭受集中 MAE 的电路。正在开发第二个多层涂层系统，用于强氢氟酸和其他各种混合酸蚀刻剂 (MAE) 30 分钟或更长时间的 暴露。这些材料专门设计用于保护在 MEMS 设备制造商使用的晶圆清洁工艺期间遭受集中 MAE 的电路。
关键词： 深硅蚀刻、氢氧化钾蚀刻剂、氢氟酸、混合酸蚀刻剂、体微加工
介绍
基于硅的 MEMS 器件通常使用两种不同的技术制造，即表面微加工和体微加工。表面微加工是通过应用一系列牺牲和非牺牲层在硅衬底表面上创建结构的过程。然后通过氢氟酸蚀刻牺牲层，通常是 SiO2f，只留下所需的多晶硅结构。另一种技术是称为批量微加工的过程。
湿法体微加工是基于与集成电路制造中使用的相同制造工艺的批量并行工艺。体微加工的目的是从基板上选择性地去除硅或各种其他材料（如石英、锗、碳化硅、砷化镓和玻璃）的重要区域。这种方法更适用于从最常见的单晶硅衬底制造机械结构。使用体微加工工艺使设备制造商能够从单片硅基板制造梁、腔、悬臂、孔、凹槽、隔膜、膜和其他各种结构。
制造过程和要求
通常，在使用 CMOS 或其他光刻技术在晶片的正面制造离子电路，然后在晶片的背面使用体微加工技术开发 'S 结构。MEMS ure 是通过各向异性湿法蚀刻工艺制成的，该工艺可以去除大量的硅。这个过程需要去除 500 到 700 微米的硅，这可能是整个涂层的厚度。这是通过将硅基板暴露于浓缩蚀刻剂（如 KOH）中，然后，用浓缩的 HF 嵌入蚀刻停止层。多种薄膜可用于掩蔽碱性蚀刻剂，从而形成器件结构的特定图案。通常氮化硅和二氧化硅是常用的，因为它们对蚀刻剂具有耐受性。
氮化硅通常是首选材料，因为它在暴露后没有可测量的物质。升高的温度和延长对碱性蚀刻剂的作用会更大程度地影响二氧化硅。
材料选择
测试方法
所用的测试设备包括一个装有大约 4000 毫升 30% 至 35% KOH 溶液的玻璃蚀刻剂槽，其中以水平方向固定测试基板的特氟龙舟完全浸入其中。使用内部加热单元或外部加热单元如电炉加热蚀刻液，蚀刻液的温度控制在85°C土 1.5°C。
结果
然而，这种配方是“目前唯一提供给潜在客户进行测试的配方，因为它已经对性能和可靠性进行了彻底的调查”。未来的努力将集中在用替代产品配方替代这种材料上。目前正在调查配方变化，性能结果将在以后的出版物中披露。表 2 列出了替代热塑性聚合物配方中现有溶剂系统的可能溶剂
结论
虽然开发新的保护涂层系统深硅蚀刻工艺具有挑战性，但它对各种制造商的应用来说是有益的和有益的。似乎人们对新的 替代保护材料越来越感兴趣，半导体和 MEMS 行业中大规模应用的可能性似乎几乎是无限的。
