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申请/专利权人：杭州探真纳米科技有限公司

摘要：本发明针对现有普通AFM探针在测量时存在的固有缺陷，提供了一种法拉第笼刻蚀法大批量制备倾角补偿AFM探针的方法，该技术方案利用法拉第笼在等离子体环境中形成等电位，引导等离子体以垂直于法拉第笼表面的方向进入法拉第笼的特性，进而以Cr2O3为硬掩膜，进行倾斜刻蚀，从而得到倾角补偿AFM针尖；同时利用电子束曝光，UV曝光及Bosch工艺，得到探针悬臂梁及探针基底。本发明能够以耗时短且成本低的工艺实现在整片SOI片上大批量生产倾角补偿探针，并改良AFM探针，提高AFM探针测量的精准度。

主权项：1.法拉第笼刻蚀法大批量制备倾角补偿AFM探针的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）选用SOI片作为基片，SOI片包括工艺Si、SiO2埋层和衬底Si，工艺Si，SiO2埋层和衬底Si厚度分别为10-20um、0.5-2um、300-500um；2）在SOI片上分别沉积Cr2O3层、旋涂PMMA层、沉积Al层、旋涂PS层共四层掩膜；3）通过电子束曝光技术，同时曝光悬臂梁部分PS层和针尖部分PMMA层两层掩膜，之后将PS层在室温下显影；4）将显影后的PS层结构，通过干法刻蚀的方法，依次转移到Al层、PMMA层、Cr2O3层和Si层，在Si层上得到探针悬臂梁结构；5）将样品浸泡在Al腐蚀液里，去除Al层和PS层，然后将PMMA层显影，得到用于制备针尖的图案，将图案用干法刻蚀方法转移到Cr2O3层；6）利用法拉第笼角度刻蚀法，以Cr2O3层为掩膜，得到倾斜的圆锥Si结构；7）将SOI片浸泡在Cr2O3腐蚀液中，去除Cr2O3掩膜，并在表面旋涂一层足以覆盖探针针尖的PMMA；8）在SOI片另一面，即衬底Si上，旋涂AZ4620光刻胶，并曝光、显影；9）利用Bosch工艺刻蚀暴露的衬底Si，直至SiO2层；10）去除AZ4620光刻胶和PMMA保护层；11）将SOI片在管式炉中氧化；12）将样片浸泡在HF溶液中，去除氧化产生的SiO2，使针尖锐化，同时去除SiO2埋层，得到整片的倾角补偿探针；步骤6）中，将法拉第笼置入刻蚀腔体，笼罩在SOI上，法拉第笼笼面与待刻蚀晶圆平面之间呈一定夹角，以Cr2O3为掩膜，利用法拉第笼引导等离子体进行倾角刻蚀，得到倾斜圆锥结构；其中刻蚀工艺参数为：SF6体积流量：15sccm，C4F8体积流量：45sccm，压强：20mTorr，RF功率：20W，ICP功率：1100W，温度：5℃。

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