[发明专利]用于蚀刻复杂图案的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子学的技术领域，尤其是具有三维或者复杂图案的MEMS或者MOEMS类型的微系统。

背景技术

在微电子学中所述微系统的产生需要至少部分基板的至少一个蚀刻步骤以定义其几何图案。在该步骤，通过利用掩模使基板表面上的二维图案能够容易并迅速的形成。频繁使用的技术为一些如通过湿法(化学或者电化学的)或者干法(例如等离子蚀刻)的主要的蚀刻技术。另一方面，依然不存在一种能够用于简单并迅速的产生例如在所述基板中包括至少两个不同的深度等级的三维图案的技术。这类图案同样被称为复杂图案，反映出为获得这些图案所遇到的困难。

当前已知的技术在具有不同的材料的若干层的基板中以相应的蚀刻速度蚀刻复杂图案。这类特殊基板由交替形成所述图案路径的一部分形成形成其中的层来形成，所述图案的形状取决于上述基板中它们的深度等级。以这种方式根据所述使用的材料以及在所述基板中的位置可以制造一种具有若干深度等级的复杂图案(C.Gui等在70期(1998年)61至66页的《传感器和致动器》中的《用于高横纵比单晶微结构的多层基板的制作》；Svetlana Tatic–Lucic等在123-124期(2005)640页-645页的《传感器和致动器》中的《KOH和TMAH中的B/Ge重掺杂硅外延层的蚀刻停止特性》(C.Gui et al.,Fabrication of multi-layer substrates for high aspect ratio single crystalline microstructures,Sensors and Actuators,A70(1998)61-66；Svetlana Tatic-Lucic et al.,Etch-stop characteristics of heavily B/Ge-doped silicon epilayer in KOH and TMAH,Sensors and Actuators,A123-124(2005)640-645))。用于这类基板的所述复杂图案的深度因此在所述蚀刻步骤之前确定。由于这个原因，组成所述基板的层的位置必须相对于将要蚀刻的所述复杂图案预先定义。一种具有埋层的基板因此仅可以被用于形成一种类型的复杂图案。因此这项技术耗时，使用高成本材料并且难以实施。

另一个已知的形成复杂图案的蚀刻技术使用一种与单晶基板接触的化学试剂反应。在这种情况下所述化学试剂的蚀刻速度取决于所述结晶表面的方向。所述复杂图案的形状的产生因此被强烈的限制于所述结晶表面的状态和方向(Kenneth E.Bean在1978年的10月的N°10的卷ED-25的《IEEE电子器件期刊》中的《硅的各向异性蚀刻》(Kenneth E.Bean,Anisotropic Etching of Silicon,IEEE Transactions on Electron Devices,Vol.ED-25,N°10,October1978))。

本发明的目的之一是能够从同质的或者异质的基板上迅速的简单的形成不同的复杂形状。

发明内容

本发明涉及一种在基板的第一面中用于蚀刻希望复杂图案的方法，包括以下步骤：

穿过所述基板的第一面同时蚀刻至少第一和第二子图案，所述被蚀刻的子图案通过至少一个隔墙分开，在所述第一面，所述第一子图案的宽度大于所述第二子图案的宽度，以及在沿着垂直于上述第一面的方向，所述第一子图案的深度大于所述第二子图案的深度，

移除或者消除上述隔墙以暴露所希望的复杂图案的步骤。

形成的不同子图案的数量可以高于2。

隔墙最好与基板的第一面具有至少一个共同的表面。那么所述隔墙可以被移除、消除以暴露所希望的复杂图案。

至少第一和第二子图案可以穿过掩模被蚀刻，所述掩模的开口与在所述基板的第一面上蚀刻的第一和第二子图案的尺寸对应。换言之，上述子图案可以使用一种放置在所述基板的第一面和蚀刻构件之间的掩模(参见下文)同时形成。以这种方式可以获得迅速地蚀刻子图案。

子图案可以在基板中使用各向异性同时蚀刻，以及最好通过干法例如使用RIE(活性离子蚀刻)类型的等离子体刻蚀或者通过诸如多孔化(porosification)或者化学蚀刻的湿法蚀刻。

子图案或者蚀刻或者沟槽可具有在数纳米到数微米之间的宽度，例如10nm与500μm之间，最好在0.1μm与500μm之间。

蚀刻的宽度被定义为在所述第一面处或者在所述第一面上或者在平行或者基本上平行于所述基板的第一面的平面中的子图案的墙壁之间的距离。