[發明專利]一種微納結構的濕法腐蝕方法及其腐蝕裝置

無效

• 申請號: 201110070276.3
• 申請日: 2011-03-23
• 公開（公告）號: CN102157352A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 嚴遠;楊芳;王瑋;羅葵;田大宇;劉鵬;李婷;王瑋;張大成
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/306
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

技術領域

本發明屬于微納加工工藝技術領域，涉及微結構的各向同性濕法腐蝕，特別是涉及一種濕法腐蝕方法及裝置。

背景技術

微電子機械系統(MEMS)技術作為九十年代發展起來的一項跨學科新興先進技術，對提高人們的生活水平以及增強國力起到了重要的作用。MEMS的跨學科特點，使其在發展過程中涉及的研究領域和加工技術種類繁多。近年來，隨著MEMS器件不斷向新穎性和多樣化發展，器件的集成度和復雜性不斷提高，器件的設計和加工已不再拘泥于二維尺度，濕法腐蝕可以比較低的成本制備比較復雜的的三維結構。

在濕法腐蝕過程中，有很多因素影響腐蝕的效果。對于基片上待腐蝕圖形內部均勻性以及圖形間均勻性影響最大的是腐蝕液中反應物和生產物的輸運、氣泡的排出、反應熱傳輸等問題。為了使整個被腐蝕基片表面獲得充分均勻的腐蝕液供應就必須在腐蝕的過程中對腐蝕液進行充分的攪拌，現有的腐蝕液攪拌方式有很多種，比如有震蕩、鼓泡和一般的攪拌器攪拌等，這些方法中腐蝕液的流動比較雜亂和隨機，均勻性不容易控制，直接影響微納結構的蝕刻效果。

發明內容

為了克服現有腐蝕技術的缺陷，本發明提供一種新的腐蝕方法和裝置，使腐蝕液的流動保持均勻，其流動的各項參數也可根據情況進行調整，以確保在各種不同的條件下都能得到較好的腐蝕均勻性。

本發明的技術方案是：一種濕法腐蝕方法，包括如下步驟：

A、將表面具有微納結構的待蝕刻基片置于腐蝕液容器的基座上；

B、將腐蝕液注入腐蝕液容器中，腐蝕液液面淹沒基座上的待蝕刻基片表面；

C、通過腐蝕液容器側面設置對應的進出液口或通過在腐蝕液容器下設置搖床繞中軸擺動使腐蝕液水平流動，和/或使基座轉動；

D、在腐蝕液水平流動和/或基座轉動的情況下濕法腐蝕基座上的待蝕刻基片表面微納結構。

本發明采用腐蝕液水平流動攪拌或/和基座帶動基片旋轉攪拌的腐蝕方法。

所述基座可雙向轉動。可通過磁力攪拌器或旋轉電機使所述基座轉動。

所述進液口進液量與出液口出液量保持一致以保持腐蝕液液面位置不變。

所述進出液口連接水泵。

腐蝕液容器側面并排設置多組位置相對的進出液口。

所述腐蝕液單向水平流動或基座單向轉動。

所述腐蝕液雙向水平流動或基座雙向轉動。基座雙向轉動是指基座周期性地改變轉動方向。當通過腐蝕液容器側面設置進出液口使腐蝕液水平流動時，在腐蝕過程中可以是腐蝕液按一個方向流動的單向流動，也可以是周期改變流動方向的雙向流動；而搖床形成的腐蝕液水平流動則是雙向往復流動。

腐蝕液單向流動，基座雙向轉動。

腐蝕液雙向水平流動，基座雙向轉動。

腐蝕液單向水平流動，基座單向轉動。

腐蝕液雙向水平流動，基座單向轉動。

設置恒溫儀使腐蝕液容器內的腐蝕液保持溫度恒定。

一種濕法腐蝕裝置包括腐蝕液容器、可旋轉的基座，基座置于腐蝕液容器中，還包括使腐蝕液可水平流動的設備，所述設備與腐蝕液容器相連。

所述使腐蝕液水平流動的設備是設在腐蝕液容器上的進/出液口或是設在腐蝕液容器下的搖床。搖床繞中軸擺動。

所述進/出液口通過管道連接水泵。

所述基座轉動通過磁力攪拌器或旋轉電機實現。在基座上安裝磁力攪拌器或旋轉電極的方法為現有技術。

所述腐蝕液系統還包括恒溫儀，設置在腐蝕液容器外。恒溫儀可以為腐蝕液容器提供外部加熱或冷卻，使腐蝕液保持合適的溫度。

恒溫儀可以為恒溫箱或外置冷凝管和加熱器，若恒溫儀為恒溫箱，則腐蝕液容器置于恒溫箱中，因為整個箱內的環境都是恒溫的。

另一種是在腐蝕容器外放置冷凝管和加熱器，根據腐蝕液的溫度，控制冷凝和加熱使腐蝕液的溫度保持恒定。

本發明的有益效果：

本發明通過腐蝕液水平平穩流動或/和基座轉動，保證了腐蝕液的均勻、充分攪拌，其腐蝕液流動或轉動的各項參數可以調節，如調整腐蝕液水平流動的速度和方向、基座轉動的轉速、基座變換轉動方向的時間周期等，使腐蝕均勻性得到了有效的控制，保證了微納結構的蝕刻效果。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的腐蝕裝置的透視示意圖；

圖2是本發明實施例1的腐蝕裝置的縱剖面示意圖；

圖3是本發明實施例1的腐蝕裝置的俯視示意圖；

圖4是本發明實施例2的腐蝕裝置的透視示意圖；

圖5是本發明實施例2的腐蝕裝置的縱剖面示意圖；

圖6是本發明實施例2的腐蝕裝置的俯視示意圖。