光纖對準(zhǔn)基座陣列的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光纖對準(zhǔn)基座陣列的制造方法，包括步驟：在硅晶圓的正面依次生長第一氧化硅薄膜和第二單晶硅薄膜；在硅晶圓的背面生長第三氧化硅薄膜；進(jìn)行正面涂布光刻膠并進(jìn)行曝光顯影；對第二單晶硅薄膜進(jìn)行硅刻蝕形成正面硅通孔；去除光刻殘留物；進(jìn)行背面涂布光刻膠并進(jìn)行曝光顯影；對第三氧化硅薄膜進(jìn)行刻蝕；對硅晶圓進(jìn)行背面硅刻蝕形成背面硅通孔；去除光刻殘留物；去除第三氧化硅薄膜、以及位于正面硅通孔和背面硅通孔之間的第一氧化硅薄膜。本發(fā)明能制造出高精度孔徑的光纖對準(zhǔn)基座，滿足高精度精密光纖通訊器件的要求。
【專利說明】光纖對準(zhǔn)基座陣列的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種光纖對準(zhǔn)基座陣 列的制造方法。

【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全國大部地區(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（0FA)上才能保證固定光纖的質(zhì)量滿足系統(tǒng)要求。因此光纖對準(zhǔn)基 座陣列的孔徑尺寸的精度越高，光纖的反射損耗愈小，更能滿足高孔徑精度的光纖材質(zhì)的 需求，對精密光通訊器件的集成度更加方便。
[0003] 在目前已有的技術(shù)中，采用一步刻蝕光纖通孔的工藝方法，該工藝的技術(shù)弱點是 由于光纖通孔太深，通常為幾百微米，因此一步刻蝕需要很厚的光刻膠以及介質(zhì)膜作為掩 膜層，光刻膠越厚，孔徑的均勻性越差，同時介質(zhì)膜刻蝕以及深孔刻蝕的時間很長，最終光 纖基座陣列的正面孔徑的均勻性比較差，無法滿足高精度精密光纖通訊器件的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光纖對準(zhǔn)基座陣列的制造方法，能制造出 高精度孔徑的光纖對準(zhǔn)基座，滿足高精度精密光纖通訊器件的要求。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的光纖對準(zhǔn)基座陣列的制造方法包括如下步 驟：
[0006] 步驟一、在硅晶圓的正面生長第一氧化硅薄膜。
[0007] 步驟二、采用外延生長工藝在所述第一氧化硅薄膜表面生長第二單晶硅薄膜。
[0008] 步驟三、在所述硅晶圓的背面生長第三氧化硅薄膜。
[0009] 步驟四、在所述第二單晶硅薄膜表面涂布光刻膠并采用第一光刻版進(jìn)行曝光顯影 形成第一光刻膠圖形，所述第一光刻版定義有光纖對準(zhǔn)基座陣列圖形，該光纖對準(zhǔn)基座陣 列圖形定義出光纖對準(zhǔn)基座的孔的尺寸和排列陣列；所述第一光刻膠圖形的光纖對準(zhǔn)基座 的孔的尺寸和排列陣列和所述光纖對準(zhǔn)基座陣列圖形的相同。
[0010] 步驟五、以所述第一光刻膠圖形為掩膜，在硅干法刻蝕機臺中對所述第二單晶硅 薄膜進(jìn)行硅刻蝕形成正面硅通孔，所述正面硅通孔的刻蝕停止在所述第一氧化硅薄膜的上 表面上。
[0011] 步驟六、將所述正面硅通孔刻蝕后所殘留的光刻膠和有機刻蝕反應(yīng)聚合物去除。
[0012] 步驟七、將所述硅晶圓反轉(zhuǎn)，在所述第三氧化硅薄膜的背面表面涂布光刻膠并采 用所述第一光刻版進(jìn)行曝光顯影并形成第二光刻膠圖形，所述第二光刻膠圖形的光纖對準(zhǔn) 基座的孔和所述第二光刻膠圖形的光纖對準(zhǔn)基座的孔對準(zhǔn)、且所述第二光刻膠圖形的光纖 對準(zhǔn)基座的孔的孔徑比所述第一光刻膠圖形的光纖對準(zhǔn)基座的孔的孔徑大5 μ m?20 μ m。
[0013] 步驟八、以所述第二光刻膠圖形為掩膜，在介質(zhì)膜刻蝕機臺中對所述第三氧化硅 薄膜進(jìn)行刻蝕形成氧化硅硬質(zhì)掩膜圖形，該氧化硅硬質(zhì)掩膜圖形的刻蝕停止在所述硅晶圓 背面表面中。
[0014] 步驟九、以所述第二光刻膠圖形和所述氧化硅硬質(zhì)掩膜圖形為掩膜，在硅干法 刻蝕機臺中對所述硅晶圓進(jìn)行背面硅刻蝕形成背面硅通孔，所述背面硅通孔的刻蝕停止 在所述第一氧化硅薄膜的下表面上；所述背面硅通孔的孔徑比所述正面硅通孔的孔徑大 5 μ m ?20 μ m〇
[0015] 步驟十、將所述背面硅通孔刻蝕后所殘留的光刻膠和有機刻蝕反應(yīng)聚合物去除。
[0016] 步驟i^一、在濕法刻蝕機臺中去除所述第三氧化硅薄膜、以及位于所述正面硅通 孔和所述背面硅通孔之間的所述第一氧化硅薄膜，刻蝕后，所述正面硅通孔和所述背面硅 通孔連通形成光纖對準(zhǔn)基座通孔，并在整個所述硅晶圓上形成由所述光纖對準(zhǔn)基座通孔組 成的光纖對準(zhǔn)基座陣列。
[0017] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟一中所述第一氧化硅薄膜采用化學(xué)氣相沉積或者物理氣相 沉積的方法生長，所述第一氧化硅薄膜的厚度為0. 5 μ m?5 μ m。
[0018] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟二中所述第二單晶硅薄膜的厚度為5μπι?200μπι之間。
[0019] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟三中所述第三氧化硅薄膜采用化學(xué)氣相沉積或者物理氣相 沉積的方法生長，所述第三氧化硅薄膜的厚度為1 μ m?5 μ m。
[0020] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟四中涂布光刻膠的厚度為0. 2μπι?2μπι ;步驟七中涂布光 刻膠的厚度為1 μ m?5 μ m。
[0021] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟六和步驟十中都分別是在干法灰化去膠機臺中采用干法灰 化去膠方法將光刻膠和有機刻蝕反應(yīng)聚合物去除。
[0022] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述娃晶圓的厚度為725 μ m。
[0023] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述正面娃通孔的孔徑為100 μ m?150 μ m。
[0024] 本發(fā)明方法通過正面刻蝕形成的正面硅通孔和背面刻蝕形成的背面硅通孔相連 通來組成光纖對準(zhǔn)基座通孔，其中正面硅通孔的硅刻蝕的厚度可控，相比于現(xiàn)有技術(shù)中對 硅進(jìn)行幾百微米的刻蝕形成光纖通孔的方法，本發(fā)明方法形成的正面硅通孔的孔徑精度高 且均勻性好，能夠滿足高精度精密光纖通訊器件的要求。本發(fā)明方法中背面硅通孔的孔徑 設(shè)置的比正面硅通孔的孔徑大，能夠方便光纖穿入到光纖對準(zhǔn)基座通孔，所以使用方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：
[0026] 圖1是本發(fā)明實施例方法流程圖；
[0027] 圖2A-圖2J是本發(fā)明實施例方法各步驟中的器件結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0028] 如圖1所示，是本發(fā)明實施例方法流程圖；如圖2A至圖2J所示，是本發(fā)明實施例 方法各步驟中的器件結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實施例光纖對準(zhǔn)基座陣列的制造方法包括如下步驟：
[0029] 步驟一、如圖2A所示，在硅晶圓1的正面生長第一氧化硅薄膜2。所述硅晶圓1的 厚度為725 μ m。所述第一氧化硅薄膜2采用化學(xué)氣相沉積或者物理氣相沉積的方法生長， 所述第一氧化硅薄膜2的厚度為0. 5 μ m?5 μ m。
[0030] 步驟二、如圖2B所示，采用外延生長工藝在所述第一氧化硅薄膜2表面生長第二 單晶硅薄膜3。所述第二單晶硅薄膜3的厚度為5 μ m?200 μ m之間。
[0031] 步驟三、如圖2C所示，在所述硅晶圓1的背面生長第三氧化硅薄膜4。所述第三氧 化硅薄膜4采用化學(xué)氣相沉積或者物理氣相沉積的方法生長，所述第三氧化硅薄膜4的厚 1 μ m ~ 5 μ m。
[0032] 步驟四、如圖2D所示，在所述第二單晶硅薄膜3表面涂布厚度為0. 2μπι?2μπι 的光刻膠并米用第一光刻版進(jìn)行曝光顯影形成第一光刻膠圖形5,所述第一光刻版定義有 光纖對準(zhǔn)基座陣列圖形，該光纖對準(zhǔn)基座陣列圖形定義出光纖對準(zhǔn)基座的孔的尺寸和排列 陣列；所述第一光刻膠圖形5的光纖對準(zhǔn)基座的孔的尺寸和排列陣列和所述光纖對準(zhǔn)基座 陣列圖形的相同。中涂布光刻膠的厚度為〇. 2 μ m?2 μ m ;步驟七中涂布光刻膠的厚度為 1 μ m ?5 μ m〇
[0033] 步驟五、如圖2E所示，以所述第一光刻膠圖形5為掩膜，在硅干法刻蝕機臺中對所 述第二單晶硅薄膜3進(jìn)行硅刻蝕形成正面硅通孔3a，所述正面硅通孔3a的刻蝕停止在所述 第一氧化娃薄膜2的上表面上。所述正面娃通孔3a的孔徑為100 μ m?150 μ m。
[0034] 步驟六、如圖2F所示，在干法灰化去膠機臺中采用干法灰化去膠方法將所述正面 硅通孔3a刻蝕后所殘留的光刻膠和有機刻蝕反應(yīng)聚合物去除。
[0035] 步驟七、如圖2G所示，將所述硅晶圓1反轉(zhuǎn)，在所述第三氧化硅薄膜4的背面表面 涂布為0. 2 μ m?2 μ m的光刻膠并采用所述第一光刻版進(jìn)行曝光顯影并形成第二光刻膠圖 形6,所述第二光刻膠圖形6的光纖對準(zhǔn)基座的孔和所述第二光刻膠圖形6的光纖對準(zhǔn)基 座的孔對準(zhǔn)、且所述第二光刻膠圖形6的光纖對準(zhǔn)基座的孔的孔徑比所述第一光刻膠圖形 5的光纖對準(zhǔn)基座的孔的孔徑大5 μ m?20 μ m。
[0036] 步驟八、如圖2H所示，以所述第二光刻膠圖形6為掩膜，在介質(zhì)膜刻蝕機臺中對所 述第三氧化硅薄膜4進(jìn)行刻蝕形成氧化硅硬質(zhì)掩膜圖形，該氧化硅硬質(zhì)掩膜圖形的刻蝕停 止在所述硅晶圓1背面表面中。
[0037] 步驟九、如圖21所示，以所述第二光刻膠圖形6和所述氧化硅硬質(zhì)掩膜圖形為掩 膜，在硅干法刻蝕機臺中對所述硅晶圓1進(jìn)行背面硅刻蝕形成背面硅通孔la，所述背面硅 通孔la的刻蝕停止在所述第一氧化硅薄膜2的下表面上；所述背面硅通孔la的孔徑比所 述正面娃通孔3a的孔徑大5 μ m?20 μ m。
[0038] 步驟十、如圖21所示，在干法灰化去膠機臺中采用干法灰化去膠方法將所述背面 硅通孔la刻蝕后所殘留的光刻膠和有機刻蝕反應(yīng)聚合物去除。
[0039] 步驟十一、如圖2J所示，在濕法刻蝕機臺中去除所述第三氧化硅薄膜4、以及位于 所述正面硅通孔3a和所述背面硅通孔la之間的所述第一氧化硅薄膜2,刻蝕后，所述正面 硅通孔3a和所述背面硅通孔la連通形成光纖對準(zhǔn)基座通孔，并在整個所述硅晶圓1上形 成由所述光纖對準(zhǔn)基座通孔組成的光纖對準(zhǔn)基座陣列。
[0040] 以上通過具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限 制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種光纖對準(zhǔn)基座陣列的制造方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、在硅晶圓的正面生長第一氧化硅薄膜； 步驟二、采用外延生長工藝在所述第一氧化硅薄膜表面生長第二單晶硅薄膜； 步驟三、在所述硅晶圓的背面生長第三氧化硅薄膜； 步驟四、在所述第二單晶硅薄膜表面涂布光刻膠并采用第一光刻版進(jìn)行曝光顯影形成 第一光刻膠圖形，所述第一光刻版定義有光纖對準(zhǔn)基座陣列圖形，該光纖對準(zhǔn)基座陣列圖 形定義出光纖對準(zhǔn)基座的孔的尺寸和排列陣列；所述第一光刻膠圖形的光纖對準(zhǔn)基座的孔 的尺寸和排列陣列和所述光纖對準(zhǔn)基座陣列圖形的相同； 步驟五、以所述第一光刻膠圖形為掩膜，在硅干法刻蝕機臺中對所述第二單晶硅薄膜 進(jìn)行硅刻蝕形成正面硅通孔，所述正面硅通孔的刻蝕停止在所述第一氧化硅薄膜的上表面 上； 步驟六、將所述正面硅通孔刻蝕后所殘留的光刻膠和有機刻蝕反應(yīng)聚合物去除； 步驟七、將所述硅晶圓反轉(zhuǎn)，在所述第三氧化硅薄膜的背面表面涂布光刻膠并采用所 述第一光刻版進(jìn)行曝光顯影并形成第二光刻膠圖形，所述第二光刻膠圖形的光纖對準(zhǔn)基座 的孔和所述第二光刻膠圖形的光纖對準(zhǔn)基座的孔對準(zhǔn)、且所述第二光刻膠圖形的光纖對準(zhǔn) 基座的孔的孔徑比所述第一光刻膠圖形的光纖對準(zhǔn)基座的孔的孔徑大5 μ m?20 μ m ; 步驟八、以所述第二光刻膠圖形為掩膜，在介質(zhì)膜刻蝕機臺中對所述第三氧化硅薄膜 進(jìn)行刻蝕形成氧化硅硬質(zhì)掩膜圖形，該氧化硅硬質(zhì)掩膜圖形的刻蝕停止在所述硅晶圓背面 表面中； 步驟九、以所述第二光刻膠圖形和所述氧化硅硬質(zhì)掩膜圖形為掩膜，在硅干法刻蝕機 臺中對所述硅晶圓進(jìn)行背面硅刻蝕形成背面硅通孔，所述背面硅通孔的刻蝕停止在所述 第一氧化硅薄膜的下表面上；所述背面硅通孔的孔徑比所述正面硅通孔的孔徑大5 μ m? 20 μ m ； 步驟十、將所述背面硅通孔刻蝕后所殘留的光刻膠和有機刻蝕反應(yīng)聚合物去除； 步驟十一、在濕法刻蝕機臺中去除所述第三氧化硅薄膜、以及位于所述正面硅通孔和 所述背面硅通孔之間的所述第一氧化硅薄膜，刻蝕后，所述正面硅通孔和所述背面硅通孔 連通形成光纖對準(zhǔn)基座通孔，并在整個所述硅晶圓上形成由所述光纖對準(zhǔn)基座通孔組成的 光纖對準(zhǔn)基座陣列。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟一中所述第一氧化硅薄膜采用化學(xué)氣 相沉積或者物理氣相沉積的方法生長，所述第一氧化硅薄膜的厚度為〇. 5 μ m?5 μ m。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟二中所述第二單晶硅薄膜的厚度為 5 μ m ~ 200 μ m 111〇。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟三中所述第三氧化硅薄膜采用化學(xué)氣 相沉積或者物理氣相沉積的方法生長，所述第三氧化硅薄膜的厚度為1 μ m?5 μ m。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟四中涂布光刻膠的厚度為0. 2 μ m? 2 μ m ;步驟七中涂布光刻膠的厚度為1 μ m?5 μ m。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟六和步驟十中都分別是在干法灰化去 膠機臺中采用干法灰化去膠方法將光刻膠和有機刻蝕反應(yīng)聚合物去除。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述硅晶圓的厚度為725 μ m。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述正面硅通孔的孔徑為lOOym? 150 μ m〇
【文檔編號】G02B6/13GK104062707SQ201310088820
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月19日
【發(fā)明者】袁苑, 羅嘯 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司