专利名称：硅基底中槽的形成的制作方法
硅基底中槽的形成
背景技术：
微机电装置能够用于实现诸如喷墨打印盒和其它流体喷射装置的装置。在一些这种流体喷射装置中，能够通过在基底中形成的槽(Slot)馈送流体。这些槽能够使用基底去 除技术来形成。
图1是描述根据本发明实施例的在硅基底中形成槽的工艺的流程图。图2、图3、图4、图5、图6和图7示出根据本发明实施例的在图1中阐述的在硅基 底中形成槽的工艺。
具体实施例方式图1是描述在基底中形成槽的工艺的流程图。例如，硅基底最初是硅晶片的一部 分。在框101中，湿法蚀刻掩模层形成在硅基底上。这示出于图2中。图2示出硅基底12的横截面。先前在硅基底12的前侧形成的是前侧 (front-side)薄膜11。例如，前侧薄膜11能够用于实现电部件(诸如，电阻器)并且也能 够包括电迹线。前侧薄膜1也能够用于实现多个流体馈送通道的壁或表面。前侧薄膜11也 能够包括场氧化层或热氧化层。前侧薄膜11可以是连续的或者不连续的。对于更多关于 薄膜的信息，参见例如2005年8月16日授权给Bhowmik等人的名称为“SUBSTRATESHAVING FEATURES FORMED THEREIN AND METHODS 0FF0RMING” 的 USPN 6,930,055 Bi。如图1的框101中所述，湿法蚀刻掩模13也形成在硅基底12上。例如，湿法蚀刻 掩模13由氮化硅或二氧化硅或能够在湿法蚀刻工艺期间掩蔽硅基底12的某一其它材料形 成。例如，硅基底12为675微米厚。例如，前侧薄膜11为5微米厚。例如，湿法蚀刻 掩模13为20纳米到1微米厚。这些厚度旨在是示例性的，并且如本领域普通技术人员将 理解的，这些厚度可以根据应用而显著变化。在图1的框102中，对湿法蚀刻掩模进行图案化。这示出于图3中。在图3中，在 槽区域21上去除湿法蚀刻掩模13。槽区域21定义将要构造的最终槽的宽度和长度。例 如，槽区域21为大约200微米宽以及大约11至19毫米长。如本领域普通技术人员将理解 的，这些尺寸是示例性的并且取决于使用所述槽的应用。在图1的框103中，形成干法蚀刻掩模。这在图4中通过已经沉积在湿法蚀刻掩 模13和槽区域21(如图3中所示)之上的干法蚀刻掩模14来示出。例如，干法蚀刻掩模 14由铝、钛铝、氧化铝或能够在干法蚀刻工艺期间掩蔽硅基底12并且也能够在湿法蚀刻工 艺期间被去除的某一其它材料组成。干法蚀刻掩模14的厚度根据用于形成干法蚀刻掩模 14的材料而变化。例如，当干法蚀刻掩模14由铝或钛铝形成时，干法蚀刻掩模14的典型厚 度为大约1微米。例如，当干法蚀刻掩模14由氧化铝形成时，干法蚀刻掩模14的典型厚度 为大约300纳米。
在图1的框104中，激光图案化用于图案化干法蚀刻掩模并在硅基底内形成沟 (trench) 0这示出于图5中。在图5中，激光器用于对干法蚀刻掩模层14进行激光图案化 并在硅基底12内形成沟15。基底12的沟15的宽度比将要在硅基底12中形成的槽的最终 宽度窄。硅基底12的一部分16使沟15的底部与薄膜11分开例如大约60至75微米。支 架(shelf) 17位于干法蚀刻掩模层14下方例如大约400微米的地方。支架17仅根据用于 执行激光图案化的工艺而存在。在本发明的替换实施例中，可以不出现支架。作为沿边缘 壁的不充分碎屑去除的结果可能意外出现支架，或者通过使用激光切削宽沟然后立即使用 相同的激光切削窄沟能够有意地出现支架。例如，通过使用单一缓慢激光通过(laserpass) 能够形成沟15或使用提供包括支架的各种底部特征的具有各种宽度和长度以及位置的多 个激光通过的序列能够形成沟15。在图1示出的框105中，干法蚀刻工艺用于加深沟。这示出于图6中。在图 6中， 干法蚀刻工艺用于去除硅基底的部分16(如图5中所示)。例如，所使用的干法蚀刻工艺是 反应(reactive)离子蚀刻工艺，其在沟15内蚀刻以延伸沟15，使得在硅基底12的前侧到 达薄膜11的至少一部分。在图1示出的框106中，湿法蚀刻用于从槽清除剩余的硅。这示出于图7，在图7 中，湿法蚀刻用于完成沟15(如图6中所示)向槽18的转化。湿法蚀刻也去除干法蚀刻掩 模14并且消除图6中示出的支架17。如上所述使用激光图案化、干法蚀刻和湿法蚀刻工艺的组合允许制造能够实现管 芯(die)缩小的窄(小于200微米)槽，增加槽之间的分离比并由此降低由硅基底形成的 管芯的管芯成本。这允许槽宽度接近穿过薄膜12形成的油墨馈送孔的宽度。这相比仅使 用激光图案化和湿法蚀刻的组合以形成槽的工艺而言是性能优点。当与仅使用干法蚀刻和 湿法蚀刻以形成槽的工艺相比时，如上所述使用激光图案化、干法蚀刻和湿法蚀刻工艺的 组合还导致显著减少碳氟化合物气体的使用。前述讨论仅公开和描述了本发明的示例性方法和实施例。本领域技术人员应该理 解，在不脱离本发明的精神或本质特性的情况下，本发明可以实现为其它特定形式。因此， 本发明的公开旨在说明而非限制在如下权利要求书中阐述的本发明的范围。
权利要求
一种形成穿过硅基底(12)的第一侧(21)到达所述硅基底(12)的第二侧的槽(18)的方法，该方法包括激光图案化沟(15)，所述沟(15)在所述硅基底(12)的第一侧(21)具有开口并且所述沟(15)未到达所述硅基底(12)的第二侧；对所述沟(15)进行干法蚀刻直到所述沟(15)的至少一部分的深度近似地延伸至所述硅基底(12)的第二侧；以及执行湿法蚀刻以完成所述槽(18)的形成，所述湿法蚀刻从所述沟(15)的所有表面对硅进行蚀刻。
2.如权利要求1所述的方法，其中，通过使用反应离子蚀刻工艺执行对沟(15)的干法 蚀刻。
3.如权利要求1所述的方法，其中，薄膜(11)位于硅基底(12)的第二侧，并且槽(18) 从硅基底(12)的第一侧(21)到达位于硅基底(12)的第二侧的薄膜(11)。
4.如权利要求1所述的方法，其中，沟(15)的激光图案化导致在沟(15)内形成支架区 域(17)。
5.如权利要求1所述的方法，其中，沟(15)的激光图案化导致在沟(15)的底部和硅基 底(12)的第二侧之间剩余大约60至75微米的硅。
6.如权利要求1所述的方法，其中，执行湿法蚀刻导致去除用于执行干法蚀刻的干法 蚀刻掩模。
7.如权利要求1所述的方法，其中，当沟(15)被激光图案化时，沟(15)在沟(15)的开 口处具有比槽(18)的完全宽度小的宽度。
全文摘要
形成穿过硅基底(12)的第一侧(21)到达硅基底(12)的第二侧的槽(18)。激光图案化沟(15)。沟(15)在硅基底(12)的第一侧(21)具有开口。沟(15)未到达硅基底(12)的第二侧。对沟(15)进行干法蚀刻直到沟(15)的至少一部分的深度近似地延伸至硅基底(12)的第二侧。执行湿法蚀刻以完成槽(18)的形成。所述湿法蚀刻从沟(15)的所有表面对硅进行蚀刻。
文档编号H01L21/302GK101836283SQ200880112369
公开日2010年9月15日 申请日期2008年8月4日 优先权日2007年8月21日
发明者D·M·布劳恩, R·J·奥拉姆, S·K·科梅拉, S·博米克, S·拉马摩尔蒂 申请人:惠普开发有限公司