[发明专利]一种低温等离子体活化直接键合的三维硅模具制备方法

权利要求书

1.一种等离子体活化直接键合的三维硅模具制备方法，其工艺步骤如下：

分层设计：将待制备微模具进行分层设计，选择与分层数量相同、对应层厚度相等的硅片作为每层的基底，需要键合的硅片表面为抛光面；

直接键合：对已刻蚀出图形的各硅片表面依次进行等离子体活化、预键合和低温退火工艺，完成多层硅片直接键合；

划片：划片批量得到带有三维形腔的微模具。

2.根据权利要求1所述的等离子体活化直接键合的三维硅模具制备方法，其特征在于，对于带图形的微模具，在分层设计与直接键合步骤之间进行深硅刻蚀：

将各层硅片采用光刻及ICP深硅刻蚀的方法，刻蚀出待制备零件相应各层的结构图形，然后再进行湿法清洗。

3.根据权利要求1或2所述的等离子体活化直接键合的三维硅模具制备方法，其特征在于，直接键合的具体步骤为：

（3.1）一次等离子体活化所有硅片的一个抛光表面，二次等离子体活化双抛硅片的另一面；表面活化气氛为氧气，流量50sccm～150sccm、射频功率50～150W、活化时间5～20s； 

（3.2）对完成等离子体活化后的各硅片用去离子水冲洗，旋转甩干加烘干，按照从上往下的顺序对准贴合所有硅片；

（3.3）对贴合完成的多层硅片进行退火，退火温度160～300℃，退火时间3 h～72h，完成硅片的多层键合。

4.根据权利要求2所述的等离子体活化直接键合的三维硅模具制备方法，其特征在于，湿法清洗的具体过程为：

对各硅片表面依次进行丙酮超声清洗、去离子水冲洗、甩干表面水颗粒， 然后在80℃～120℃烘烤3min～10min。