一種在硅基工藝上制作光纖對準(zhǔn)基座陣列的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在硅基工藝上制作光纖對準(zhǔn)基座陣列的方法，包括如下步驟：1.1在光刻版上畫出光纖對準(zhǔn)基座所需要的通孔陣列和尺寸；1.2使用光刻膠將光刻版上通孔陣列和尺寸在硅晶圓片上定義出來；1.3使用干法刻蝕機臺刻蝕出光纖對準(zhǔn)基座陣列的通孔；1.4使用去膠機臺去除殘留的光刻膠；1.5去除干法刻蝕過程中產(chǎn)生的刻蝕反應(yīng)聚合物。本發(fā)明利用硅基半導(dǎo)體制造工藝具有生產(chǎn)精度高，體積小，產(chǎn)量高，工藝成熟，監(jiān)控嚴(yán)格的優(yōu)點，制造出經(jīng)濟且高精度的可批量生產(chǎn)的光纖對準(zhǔn)基座。
【專利說明】一種在硅基工藝上制作光纖對準(zhǔn)基座陣列的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路制造工藝，涉及一種在硅基工藝上制作光纖對準(zhǔn)基座陣列的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，光通訊器件的應(yīng)用越來越廣泛，光纖到戶工程也開始在經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)逐步實行。在一個光系統(tǒng)中需要多個光纖通道用于光信號的處理，而細(xì)長的光纖需要固定在數(shù)量眾多的光纖對準(zhǔn)基座(OFA)上才能保證固定光纖的質(zhì)量滿足系統(tǒng)要求。因此，對準(zhǔn)精度高且工藝穩(wěn)定是光信號功率損耗小的基本需求。
[0003]目前業(yè)界最常用的是采用激光熔融玻璃的方法來制作光纖通孔基座，激光熔融方法有制作工藝粗糙，對準(zhǔn)精度低，成本高且效率低下的缺點，以及光纖對準(zhǔn)不良導(dǎo)致光信號功率損耗嚴(yán)重的問題，因此迫切需要一種高精度，低成本和高良率的制作工藝來取代它。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在硅基工藝上制作光纖對準(zhǔn)基座陣列的方法，利用硅基半導(dǎo)體制造工藝具有生產(chǎn)精度高，體積小，產(chǎn)量高，工藝成熟，監(jiān)控嚴(yán)格的優(yōu)點，制造出經(jīng)濟且高精度的可批量生產(chǎn)的光纖對準(zhǔn)基座。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種在硅基工藝上制作光纖對準(zhǔn)基座陣列的方法，包括如下步驟:
[0006]1.1在光刻版上畫出光纖對準(zhǔn)基座所需要的通孔陣列和尺寸；
[0007]1.2使用光刻膠將光刻版上通孔陣列和尺寸在硅晶圓片上定義出來；
[0008]1.3使用干法刻蝕機臺刻蝕出光纖對準(zhǔn)基座陣列的通孔；
[0009]1.4使用去膠機臺去除殘留的光刻膠；
[0010]1.5去除干法刻蝕過程中產(chǎn)生的刻蝕反應(yīng)聚合物。
[0011]進一步地，在步驟1.1中，所述在光刻版上按照光纖陣列的排布及尺寸畫上圓孔陣列，以及區(qū)分光纖對準(zhǔn)基座正反面的標(biāo)記孔；光纖對準(zhǔn)陣列的正面孔徑尺寸大于光纖直徑尺寸，光纖對準(zhǔn)陣列的背面孔徑尺寸需大于光纖對準(zhǔn)陣列的正面孔徑尺寸。所述光纖對準(zhǔn)陣列的正面孔徑為120-150微米。
[0012]進一步地，在步驟1.2中，使用負(fù)性光刻膠將光刻版上的圖形定義到硅晶圓上，保證通孔陣列的光刻尺寸規(guī)格大于光纖直徑0.3微米-1.0微米。
[0013]進一步地，在步驟1.2中，所述光刻膠的厚度為0.1微米~10微米，硅晶圓的厚度為725微米。
[0014]進一步地，在步驟1.3中，使用光刻膠作為刻蝕阻擋層，干法刻蝕出穿過整個硅晶圓厚度的娃通孔。
[0015]進一步地，在步驟1.3中，在干法刻蝕過程中會產(chǎn)生刻蝕反應(yīng)聚合物，粘附在通孔內(nèi)壁以及硅晶圓表面，會導(dǎo)致后續(xù)的光纖穿孔困難。[0016]進一步地，在步驟1.4中，所述去膠機臺為灰化去膠設(shè)備。
[0017]進一步地，在步驟1.5中，使用干法或者濕法藥液清洗步驟清洗通孔內(nèi)壁及硅晶圓表面粘附的刻蝕反應(yīng)聚合物。
[0018]進一步地，在步驟1.5中，所述使用干法清洗通孔內(nèi)壁及硅晶圓表面粘附的刻蝕反應(yīng)聚合物，具體采用干法灰化去膠設(shè)備，使用O2氣體，去除刻蝕反應(yīng)副產(chǎn)物。
[0019]進一步地，在步驟1.5中，所述濕法藥液為硫酸和雙氧水的混合溶液，當(dāng)硅晶圓里的顆粒較多時，增加一步氨水、雙氧水與水的混合液再清洗一遍。
[0020]進一步地，在步驟1.5完成后，得到孔徑均勻性好，精確度高，內(nèi)壁光滑的120-150微米孔徑，700-800微米深度的光纖對準(zhǔn)基座陣列。
[0021]和現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明是一種實現(xiàn)使用半導(dǎo)體的工藝流程在硅基板上實現(xiàn)光傳導(dǎo)中光纖對準(zhǔn)基座(OFA)陣列的工藝方法，此OFA結(jié)構(gòu)是由0.1微米~10微米的光刻膠，725微米的硅基板組成，光纖對準(zhǔn)陣列的正面孔徑(120-150微米)略大于光纖直徑，光纖對準(zhǔn)陣列的背面孔徑尺寸需大于正面孔徑尺寸，以保證光纖穿孔方便和精確。相比于業(yè)界常用的激光熔融玻璃的方法來制作光纖通孔基座，此工藝方法具有生產(chǎn)精度高，體積小，產(chǎn)量高，工藝監(jiān)控成熟嚴(yán)格的優(yōu)點，可以制造出經(jīng)濟且高精度，可批量生產(chǎn)的光纖對準(zhǔn)基座。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明方法的步驟2光刻曝光后的剖面示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明方法的步驟3干法刻蝕后的剖面示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明方法的步驟5去膠和濕法清洗后的剖面示意圖。
[0025]圖中附圖標(biāo)記說明如下:
[0026]A:光纖對準(zhǔn)基座通孔陣列；
[0027]1:光刻膠；
[0028]2:硅晶圓襯底；
[0029]3:刻蝕反應(yīng)副產(chǎn)物。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。
[0031]本發(fā)明是一種實現(xiàn)使用半導(dǎo)體的工藝流程在硅基板上實現(xiàn)光傳導(dǎo)中光纖對準(zhǔn)基座(OFA)的方法。
[0032]光纖對準(zhǔn)基座陣列是用于光纖陣列固定及對準(zhǔn)使用，需要通孔陣列滿足孔徑精確度高，陣列制造工藝穩(wěn)定，可重復(fù)性強的要求。
[0033]本發(fā)明的光纖對準(zhǔn)基座結(jié)構(gòu)是由0.1微米~10微米的光刻膠，725微米的硅基板組成，光纖對準(zhǔn)陣列的正面孔徑(120-150微米)略大于光纖直徑，光纖對準(zhǔn)陣列的背面孔徑尺寸需大于正面孔徑尺寸，以保證光纖穿孔方便和精確。
[0034]如圖1-圖3所示，本發(fā)明一種在硅基工藝上制作光纖對準(zhǔn)基座陣列的方法，主要包括如下步驟: [0035]1.在光刻版(mask)上畫出光纖對準(zhǔn)基座所需要的通孔陣列和尺寸；在光刻版上按照光纖陣列的排布及尺寸畫上圓孔陣列，以及區(qū)分光纖對準(zhǔn)基座正反面的標(biāo)記孔。光纖對準(zhǔn)陣列的正面孔徑(120-150微米)略大于光纖直徑，光纖對準(zhǔn)陣列的背面孔徑尺寸需大于正面孔徑尺寸，以保證光纖穿孔方便和精確。
[0036]2.使用光刻膠將光刻版上通孔陣列和尺寸在硅晶圓片上定義出來:如圖1所示，在725微米的硅晶圓襯底2上涂0.1微米~10微米的光刻膠1(該光刻膠I是負(fù)性光刻膠)，使用光纖對準(zhǔn)基座陣列圖形的光刻版曝光，顯影后得到光纖對準(zhǔn)基座通孔陣列A的光刻圖形；使用負(fù)性光刻膠將光刻版上的圖形定義到硅晶圓上，保證通孔陣列的光刻尺寸規(guī)格大于光纖直徑0.3微米-1.0微米；
[0037]3.在硅干法刻蝕機臺上刻蝕光纖對準(zhǔn)基座陣列的通孔，穿孔深度為整個硅晶圓的厚度(725微米)，以保證光纖順利穿孔以及對準(zhǔn)穩(wěn)定；使用光刻膠I作為刻蝕阻擋層，干法刻蝕出穿過整個硅晶圓襯底2厚度725微米的硅通孔，在干法刻蝕過程中會產(chǎn)生大量的刻蝕反應(yīng)副產(chǎn)物3 (即刻蝕反應(yīng)聚合物)，粘附在通孔內(nèi)壁以及硅晶圓襯底2表面，會導(dǎo)致后續(xù)的光纖穿孔困難，見圖2;
[0038]4.使用灰化去膠設(shè)備去除干法刻蝕后殘留的光刻膠I ;
[0039]5.最后，由于725微米的通孔深度過大，在干法刻蝕過程中會產(chǎn)生大量的刻蝕反應(yīng)副產(chǎn)物(即刻蝕反應(yīng)聚合物)，粘附在通孔內(nèi)壁以及晶圓表面，會導(dǎo)致后續(xù)的光纖穿孔困難，因此需要使用干法灰化去膠設(shè)備，使用O2氣體，去除刻蝕反應(yīng)副產(chǎn)物3 ;或者，在濕法槽中通過濕法藥液清洗步驟將通孔內(nèi)壁及晶圓表面粘附的刻蝕反應(yīng)副產(chǎn)物3清洗去除，一般濕法去除刻蝕反應(yīng)副產(chǎn)物的藥液通常為硫酸和雙氧水的混合溶液，當(dāng)硅晶圓里的顆粒較多時，可以加一步氨水、雙氧水與水的 混合液再清洗一遍。以上工藝完成后，可以得到孔徑均勻性好，精確度高，內(nèi)壁光滑的120-150微米(例如，126微米)孔徑，700-800微米(例如，725微米)深度的光纖對準(zhǔn)基座陣列，見圖3。
【權(quán)利要求】
1.一種在硅基工藝上制作光纖對準(zhǔn)基座陣列的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1.1在光刻版上畫出光纖對準(zhǔn)基座所需要的通孔陣列和尺寸； 1.2使用光刻膠將光刻版上通孔陣列和尺寸在硅晶圓片上定義出來； 1.3使用干法刻蝕機臺刻蝕出光纖對準(zhǔn)基座陣列的通孔； 1.4使用去膠機臺去除殘留的光刻膠； 1.5去除干法刻蝕過程中產(chǎn)生的刻蝕反應(yīng)聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1.1中，所述在光刻版上按照光纖陣列的排布及尺寸畫上圓孔陣列，以及區(qū)分光纖對準(zhǔn)基座正反面的標(biāo)記孔；光纖對準(zhǔn)陣列的正面孔徑尺寸大于光纖直徑尺寸，光纖對準(zhǔn)陣列的背面孔徑尺寸需大于光纖對準(zhǔn)陣列的正面孔徑尺寸；所述光纖對準(zhǔn)陣列的正面孔徑為120-150微米。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1.2中，使用負(fù)性光刻膠將光刻版上的圖形定義到硅晶圓上，保證通孔陣列的光刻尺寸規(guī)格大于光纖直徑0.3微米-1.0微米。
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，在步驟1.2中，所述光刻膠的厚度為0.1微米~10微米，硅晶圓的厚度為725微米。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1.3中，使用光刻膠作為刻蝕阻擋層，干法刻蝕出穿過整個硅晶 圓厚度的硅通孔。
6.如權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，在步驟1.3中，在干法刻蝕過程中會產(chǎn)生刻蝕反應(yīng)聚合物，粘附在通孔內(nèi)壁以及硅晶圓表面，會導(dǎo)致后續(xù)的光纖穿孔困難。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1.4中，所述去膠機臺為灰化去膠設(shè)備。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1.5中，使用干法或者濕法藥液清洗步驟清洗通孔內(nèi)壁及硅晶圓表面粘附的刻蝕反應(yīng)聚合物。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在步驟1.5中，所述使用干法清洗通孔內(nèi)壁及硅晶圓表面粘附的刻蝕反應(yīng)聚合物，具體采用干法灰化去膠設(shè)備，使用02氣體，去除刻蝕反應(yīng)副產(chǎn)物。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在步驟1.5中，所述濕法藥液為硫酸和雙氧水的混合溶液，當(dāng)硅晶圓里的顆粒較多時，增加一步氨水、雙氧水與水的混合液再清洗一遍。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1.5完成后，得到孔徑均勻性好，精確度高，內(nèi)壁光滑的120-150微米孔徑，700-800微米深度的光纖對準(zhǔn)基座陣列。
【文檔編號】G02B6/13GK103809240SQ201210452085
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】袁苑, 羅嘯, 吳智勇, 劉鵬 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司