[发明专利]一种带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法

权利要求书

1.一种带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，其特征在于：其以单晶硅片为原料，依次进行下述操作以便制备得到具有内部空腔结构的SOI产品：内部空腔的制备、SOI的加工；其中：

空腔制备具体要求依次进行下述操作：光刻、BOSH干法硅刻蚀、湿制程去胶、湿制程清洗；

光刻的具体要求是：首先将衬底单晶硅片抛光面涂布正向光阻，使用正性光阻胶AZP4620用作光致抗蚀剂，涂布胶量为每片产品6.5±1.5ml，转速500±100rpm，200±50s，软烤90±3℃60±15min，然后采用G-line光刻设备对光刻加工后的单晶硅片进行掩膜板图形转移，显影后硬烤130±10℃，25±5min固化；

采用BOSH干法刻蚀工艺对光刻处理后的单晶硅片进行干法刻蚀加工，按照光刻所得图形分布进行深硅刻蚀作业，刻蚀深度：10-20um；

湿制程去胶、湿制程清洗的要求是：采用湿制程去胶工艺对光刻后硅片上残留的正性光阻胶AZ P4620进行去胶处理；之后清洗干净；

SOI产品的制备要求是依次进行下述操作：低温等离子键合、高温退火。

2.按照权利要求1所述带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，其特征在于：所述带有内层空腔结构的SOI产品的制备过程中，低温等离子键合的具体要求是：采用低温等离子键合技术对经过空腔制备处理后的硅片与另一片经过高温氧化处理后的SiO₂氧化层，氧化层厚度为0.6um；进行低温等离子激活表面，之后进行键合加工。

3.按照权利要求2所述带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，其特征在于：低温等离子键合之后高温退火的要求是：退火温度1100℃，工艺气氛为氧气，工艺时间3h。

4.按照权利要求1-3其中之一所述带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，其特征在于：光刻过程中，使用的正向光阻剂AZ P4620经过均匀涂敷达到表面厚度3.5um±1um，在λ＝436的G-line设备曝光处理后得到匀称的图形开口。

5.根据权利要求1所述带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，其特征在于：BOSH干法刻蚀过程中的要求是：反应室中通入SF₆和C₄F₈及O₂、N₂，C₄F₈流量-185sccm，SF₆-685sccm，O₂-45.9sccm，N₂-45.2sccm反应时间2-3min获得深度：10-20um。

6.根据权利要求3所述带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，其特征在于：低温等离子键合过程中的要求是：N₂气氛，在频率为65.4Hz的低频电场作用下，使气体分子或原子发生电离，形成“等离子体”，对单晶硅表面进行激活，从而使硅表面携带更多的羟基OH-。

7.根据权利要求1、2、3、5、6其中之一所述带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，其特征在于：所述带有内层空腔结构的SOI产品的制备过程中，高温退火过程要求如下：将装载键合后的硅片的石英舟装入退火炉中，通入氮气排出炉管内残余气体，然后通入O₂，开始升温，直至温度升至工艺目标值1100℃±50℃，保持温度2h，排气，通入N₂降温到室温，之后停止通入氧气再通入氮气排除炉管内残余气体，取出键合片。

8.根据权利要求7所述带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，其特征在于：在进行高温退火处理后的内部带有空腔结构的SOI产品进行下述处理：倒角、机械研磨抛光。

9.按照权利要求8所述带有内层空腔结构的SOI产品的制备方法，其特征在于：对高温退火后的键合片进行倒角的要求是：去除退火后键合片边缘2-3mm宽的区域；

对倒角后的硅片进行顶层磨削+抛光处理，顶层硅预留厚度为10-30um。