玻璃硅微结构在BOE溶液中进行深多级湿法蚀刻
摘要：融合二氧化硅玻璃是微机械、微流体和光学设备的首选材料，因其极佳的化学抗性、光学、电学和机械性能。潮湿腐蚀在氢氟酸溶液中，特别是缓冲氧化物腐蚀液（BOE）溶液，仍然是制造基于融合二氧化硅玻璃的微器件的关键方法。众所周知，由于融合玻璃的化学稳定性和极具侵蚀性的BOE特性，深腐蚀融合二氧化硅湿刻期间保护性掩膜的完整性是一个巨大的挑战。在这里，我们提出了一种基于深湿法刻蚀的多层融合二氧化硅玻璃微结构制备路线，仅通过一步灰度光刻工艺。首先，我们对BOE溶液中融合石英溶解机制进行了深入的综合分析，并计算了BOE溶液中$HF^-\_2$、$F^-$、$(HF)\_2$等主要氟化物组分在不同pH和$NH\_4F:HF$比例下的浓度。然后，我们在实验中研究了BOE浓度（$NH\_4F:HF$从1:1到14:1）对金属/光刻胶掩膜在融合二氧化硅60分钟湿腐蚀过程中的抗蚀性、刻蚀速率和剖面各向同性的影响。最后，我们展示了一种高质量的超过200微米各向同性湿刻蚀工艺，刻蚀速率可达3微米/分钟，这对于具有弯曲悬挂、惯性质量、微通道和全片穿孔的先进融合二氧化硅微器件具有极大的兴趣。
作者：T.G. Konstantinova, M.M. Andronic, D.A. Baklykov, V.E. Stukalova, D.A. Ezenkova, E.V. Zikiy, M.V.Bashinova, A.A. Solovev, E.S. Lotkov, I.A. Ryzhikov and I.A. Rodionov
论文ID：2212.06699
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2022-12-14