BOE 溶液中熔融石英玻璃微结构的深度多级湿法刻蚀
应用物理
2022-12-14 v1
摘要
熔融石英玻璃因其极致的耐化学性、光学、电学与机械性能,是微机械、微流控与光学器件的优选材料。氢氟酸溶液尤其是缓冲氧化物刻蚀(BOE)溶液中的湿法刻蚀仍是制造熔融石英玻璃基微器件的关键方法。众所周知,由于熔融玻璃的化学稳定性与 BOE 极强的侵蚀性,深度熔融石英湿法刻蚀过程中保护掩模的完整性是一大挑战。在此,我们提出一种基于阶梯掩模深度湿法刻蚀、仅需一步灰度光刻的多级熔融石英玻璃微结构制备路线。首先,我们提供对 BOE 溶液中熔融石英溶解机制的深入全面分析,并计算 BOE 溶液中主要氟化物组分如 、、 作为 pH 与室温下 比例函数的含量。随后,我们通过金属/光刻胶掩模实验研究 60 分钟熔融石英刻蚀过程中 BOE 浓度( 从 1:1 到 14:1)对掩模耐受性、刻蚀速率与剖面各向同性的影响。最后,我们展示了速率高达 3 um/min、质量优异、深度超 200 um 的多级各向同性湿法刻蚀工艺,其对具有柔性悬臂、惯性质量块、微通道与通晶圆孔的先进熔融石英微器件极具价值。
引用
@article{arxiv.2212.06699,
title = {Deep multilevel wet etching of fused silica glass microstructures in BOE solution},
author = {T. G. Konstantinova and M. M. Andronic and D. A. Baklykov and V. E. Stukalova and D. A. Ezenkova and E. V. Zikiy and M. V. Bashinova and A. A. Solovev and E. S. Lotkov and I. A. Ryzhikov and I. A. Rodionov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.06699},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 6 figures