[發(fā)明專利]在堿性腐蝕液中保護易腐蝕MEMS器件的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710176932.1
• 申請日: 2007-11-07
• 公開（公告）號: CN101428753A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 楊楷;陳大鵬;景玉鵬;焦斌斌;李志剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: B81C5/00
• 分類號: B81C5/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發(fā)明涉及微電子機械系統(tǒng)(MEMS)設計及加工技術領域，尤其涉及一種在堿性腐蝕液中保護易腐蝕MEMS器件的方法。

背景技術

微電子機械系統(tǒng)(MEMS)是近年來高速發(fā)展的一項高新技術。在制作MEMS器件時，經(jīng)常要在完成所有集成電路工藝后利用氫氧化鉀(KOH)和四甲基氫氧化胺(TMAH)等堿性溶液對MEMS器件進行各向異性腐蝕。然而，這些堿性腐蝕溶液一般都會對MEMS器件上的Al和壓電材料ZnO等材料有腐蝕作用。因此，要開發(fā)出一種能在堿性腐蝕液中有效保護易腐蝕的MEMS器件及引線的方法。

這個問題是微機械技術研究發(fā)展的瓶頸，國內(nèi)很多人正在研究這個問題。目前已經(jīng)開發(fā)出幾種保護方法，但都存在不同程度的問題。

傳統(tǒng)的保護方法是在硅片正面涂上黑蠟，但這種方法并不理想。國內(nèi)文獻上有一種報道是利用環(huán)氧樹脂和聚酰胺調(diào)配的膠體保護硅片正面結(jié)構(gòu)的方法，但這種方法在腐蝕過程中會出現(xiàn)腐蝕大坑，造成對器件的破壞。

本發(fā)明提出了一種新技術，使得硅片的正面器件在堿性溶液腐蝕過程中不受侵蝕，同時還可以保證在涂敷過程中硅片上的精細結(jié)構(gòu)不受損傷。這種技術可以廣泛應用于集成電路、傳感器和執(zhí)行器加工，給MEMS的應用帶來更廣闊的前景，為實驗研究和工業(yè)化生產(chǎn)帶來明顯的經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種在堿性腐蝕液中保護易腐蝕MEMS器件的方法，使得MEMS器件正面的精細結(jié)構(gòu)在強堿性腐蝕過程中不受侵蝕，并保證在涂敷過程中硅片上的精細結(jié)構(gòu)不受損傷，有效的保護MEMS器件，解決MEMS器件制造工藝中的關鍵技術問題。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種在堿性腐蝕液中保護易腐蝕MEMS器件的方法，該方法包括：

將封蠟溶于有機溶劑中，制備封蠟的飽和溶液；

對待腐蝕MEMS器件正面需要保護的區(qū)域進行滴液，將制備的封蠟飽和溶液滴到待腐蝕MEMS器件正面需要保護的區(qū)域；

對所述經(jīng)過滴液處理的待腐蝕MEMS器件進行烘干；

將烘干后的待腐蝕MEMS器件放入堿性腐蝕液中進行腐蝕；

腐蝕結(jié)束后，去除MEMS器件上的封蠟。

上述方案中，所述溶解封蠟的有機溶劑為1，1，1-三氯乙烷或甜橙油萜(orange?terpene)。

上述方案中，所述制備封蠟飽和溶液的步驟包括：將一塊Apiezon?W封蠟溶于一定體積的1，1，1-三氯乙烷或甜橙油萜中，用玻璃棒攪拌，直至仍有少量封蠟未溶解，制備出封蠟的1，1，1-三氯乙烷或甜橙油萜飽和溶液。

上述方案中，所述Apiezon?W封蠟的重量為2g，1，1，1-三氯乙烷或甜橙油萜的體積為20ml。

上述方案中，所述進行滴液的步驟包括：將待腐蝕的MEMS器件置于50℃～70℃的熱板上，正面朝上，將配好的20ml?Apiezon?W的1，1，1-三氯乙烷飽和溶液用滴管分多次滴到待腐蝕MEMS器件需要保護的區(qū)域。

上述方案中，所述分多次將飽和溶液滴到待腐蝕MEMS器件需要保護的區(qū)域時，每次滴液不能過多，以防溶液流出硅片，兩次滴液間隔為30秒。

上述方案中，所述進行烘干的步驟包括：將待腐蝕MEMS器件置于90～120℃的熱板上，正面朝上，烘烤30～60分鐘，使得1，1，1-三氯乙烷充分揮發(fā)。

上述方案中，所述進行腐蝕的步驟包括：將Apiezon?W保護后的待腐蝕MEMS器件放入濃度為33％～35％的KOH溶液中進行腐蝕。

上述方案中，所述KOH溶液的溫度不超過75℃，以防Apiezon?W軟化。

上述方案中，所述去除封蠟的步驟包括：腐蝕結(jié)束后，將MEMS器件浸泡于1，1，1-三氯乙烷中，將MEMS器件正面的封蠟溶解干凈；將MEMS器件撈出，用乙醇涮洗一遍，再用去離子水沖洗干凈，吹干。

(三)有益效果

1、本發(fā)明提供的這種在堿性腐蝕液中保護易腐蝕MEMS器件的方法，使得正面器件的精細結(jié)構(gòu)在強堿腐蝕過程中不受侵蝕，同時還可以保證在涂敷過程中硅片上的精細結(jié)構(gòu)不受損傷，能有效的保護MEMS器件，解決了MEMS器件制造工藝中的一個關鍵環(huán)節(jié)，為MEMS的發(fā)展帶來更廣闊的應用前景。

2、本發(fā)明提供的這種在堿性腐蝕液中保護易腐蝕MEMS器件的方法，解決了濕法腐蝕過程中的保護問題，大大推動了MEMS器件制造工藝的發(fā)展。