超深熔融石英玻璃蚀刻( 二 )

结果和讨论
3.1.49% HF中掩蔽材料的完整性
3.1.1铬/金+ HFPR 。由于金的化学惰性和铬对玻璃和熔融石英的强粘附性，金-铬膜被广泛用作HF蚀刻的掩模材料。仅使用Cr/Au作为掩模，在熔融石英中蚀刻大约200微米深，我们能够获得光学透明的蚀刻表面，尽管掩模下的石英表面严重凹陷(图2a) 。先前使用铬/金掩模的报告也显示了类似的点蚀特征[3
.然而，当我们用HFPR进一步保护Cr/Au膜时，特征边缘的Cr/Au掩模要好得多
即使经过近3个小时的蚀刻时间(166微米深)仍能保留。点蚀也是
与仅用Cr/Au掩模掩蔽的晶片相比显著降低(图2b) 。
3.1.2多晶硅+ HFPR 。为了蚀刻600微米深的熔融石英，我们选择了多晶硅掩模，因为之前已经证明它显示出比Cr/Au明显更少的点蚀3
.然而，我们使用1.5微米厚的多晶硅薄膜的尝试没有成功。如在以前的报告中，在49% HF中蚀刻40分钟后，多晶硅膜保持无缺陷3
，但在2小时后，多晶硅膜中的蚀刻缺陷出现， 5小时后，我们不得不停止蚀刻，因为薄膜上有凹痕， HF溶液从晶片支架的o型环下泄漏(图2d) 。为了解决这个问题，我们在多晶硅薄膜来保护它。这种策略允许我们在熔融石英中蚀刻超过600微米，尽管在9小时的蚀刻时间后，下面的多晶硅和熔融二氧化硅有明显的凹痕。此外，图案化特征边缘的多晶硅已经退化(图2e) ，这有时会导致多晶硅碎片落到平坦的蚀刻表面上，从而导致微掩模。

【超深熔融石英玻璃蚀刻】3.2.不同掩膜下的熔融石英底切和蚀刻速率
用Cr/Au + HFPR掩蔽导致蚀刻速率为1.12±0.06微米/分钟(平均标准偏差， N=7个晶片蚀刻162-184分钟；图3a) 。该速率对应于3小时内202×11微米的最终蚀刻深度。与晶片之间蚀刻速率的显著可变性相反，在单个晶片内，蚀刻速率在空间上非常均匀:当用限定多个沟槽的掩模处理两个晶片时，在166分钟的蚀刻后，这些沟槽的深度在0.33和0.48微米(两个晶片的每一个中15个测量的沟槽的蚀刻深度的均方根可变性)内是恒定的。当单独使用HFPR时，蚀刻速率非常相似，即使当蚀刻大约200微米时，这导致比Cr/Au + HFPR大得多的底切(图3a) 。
图3
图3 。不同掩模方案的蚀刻特征和蚀刻速率的轮廓测量迹线。 a .在用Cr/Au + HFPR掩模(红色)和单独的HFPR(蓝色)蚀刻大约200微米深度后，熔融石英的特征轮廓和蚀刻速率。蚀刻特征的纵横比(深度/图案直径)约为0.22 。 b .用polySi + HFPR掩模(绿色)和HFPR掩蔽的熔融石英的特征轮廓和蚀刻速率
独自一人(蓝色) 。仅用HFPR掩蔽的晶片首先被蚀刻334-390微米深，
食人鱼清洗，测量。然后，再次用HFPR对相同的蚀刻晶片进行构图，并第二次蚀刻至547–617 μm的总深度。蚀刻特征的纵横比约为0.70 。轮廓轨迹上方的橙色结构表示原始掩模图案。误差条代表几个晶片的蚀刻速率的标准偏差。
结论
我们华林科纳已经提出了一种处理方案，该方案可以在熔融石英中湿法蚀刻至少600微米深。我们用耐HF的光敏抗蚀剂ProTEK PSA实现了这一点。这种掩模工艺不需要超过标准的光刻设备(表1) ，产生了无凹坑的衬底和平均粗糙度约为10 nm的蚀刻表面，尽管具有显著的特征底切。当HFPR与Cr/Au或polySi膜结合时，底切更受限制，其代价是长蚀刻时间的大量表面点蚀。将来，通过将HFPR与应力控制的“硬”掩模相结合，有可能使表面点蚀和底切最小化。
我们证明了蚀刻的熔融石英表面允许通过该装置进行光学成像。这种处理方案将有助于制造透明的生物装置。一个应用是平面膜片钳电极。另一种是多电极阵列:穿孔膜电极组件近来受到越来越多的关注，因为它们同时能够实现组织固定、氧灌注和来自多个平行电极的记录，但是目前可用的装置不是透明的.我们现在能够在允许光学成像的光学透明衬底中制造类似的器件[37
.最后，由于光敏抗蚀剂图案化的简单性，研究人员将能够在最少的处理时间内测试各种熔融石英和/或玻璃器件原型的性能。

超深熔融石英玻璃蚀刻( 二 )

推荐阅读

如何找寻自我

缝纫机调线器怎么安装平车方法如何

强组词强字组词

火笋鸡翅的做法（增肥食谱）

闺女生日快乐祝福语朋友圈

LV请来潮牌设计师做艺术总监，看中的是啥

老虎豆怎么做好吃老虎豆图片怎样弄来吃

暖气有流水声是什么原因

皮球是什么体

手机怎样开通QQ空间

男生发mua说明 mua是什么意思

手指盖凹陷怎么回事

对自己的生活失去掌控咋调整

小米10s怎么没有月亮模式

我想找个偏僻的地方搞养殖！有没有推荐的地方？

南京养老金认证上门服务怎么申请南京市养老金认证

如何评价猪场阉割猪？

最后一个字是豹的成语

泰山散酒怎么样

猫发情的声音(猫发情的叫声)