单面悬浮腐蚀薄膜的方法 【技术领域】
本发明涉及微、纳米加工技术，特别涉及一种单面悬浮腐蚀薄膜法。背景技术
常规的单面湿腐蚀硅片通常采用单面保护法，用黑胶(沥青—其粘滞度大)保护带有金属引线薄膜的一面，使其不暴露在腐蚀液中。当薄膜腐蚀成后，由于薄膜表面积大，在清除黑胶时，若采用负胶清洗剂，溶解黑胶，由于腐蚀后的薄膜仅1μm左右，或者更薄，沥青溶解时，体积将发生膨胀，将会造成薄膜破裂。其受力情况如图1所示。另一方面由于滞留在薄膜上的黑胶很难去掉，如采用酸溶液或碱溶液等腐蚀液清除它，将会使金属引线遭到破坏。尤其腐蚀接近薄膜时，由于硅片的厚度的不均匀性和腐蚀中造成的不均匀性，使薄膜某处的硅还存留，有的黑胶还残留在薄膜上，影响薄膜的质量和测试的准确性。发明内容
本发明目的是提供一种使硅片腐蚀均匀，使另一面的硅片得到保护不接触腐蚀液体的单面悬浮腐蚀法。
为实现上述目的，单面悬浮腐蚀薄膜的方法包括步骤：
用黑胶-沥青保护硅片带有金属引线薄膜地一面，将硅片腐蚀到剩下20μm-30μm；
黑胶清洗干净后，将硅片悬浮在支架上；
由支架下面的腐蚀液继续腐蚀硅片到要求的尺寸。
本发明使恒温的腐蚀液在硅片下面流动通过，对硅片单面进行腐蚀，同时腐蚀液的流动起到搅拌的作用，将产生的氢气带走。本发明的特点是结构简单，易于加工，可根据不同需要制作不同规格设备等优点。可以获得清洁的薄膜表面，制备出带有NiCr/NiCr等(其他金属)热电偶和电极的大面积超薄型Si3N4(厚度50nm以上)等薄膜。附图说明
图1是硅片在腐蚀液中受力情况的示意图；
图2是悬浮腐蚀示意图；
图3是聚四氟乙烯样品支架俯视图和侧视图。具体实施方式
如图2所示，采用单面悬浮腐蚀法时，首先被腐蚀的硅片已经用黑胶(沥青—其粘滞度大)保护好带有金属引线的一面，腐蚀至硅片厚度仅剩20-30μm左右时，再将硅片悬浮在腐蚀液上面进行腐蚀，硅片与腐蚀液的距离为0-3厘米，在腐蚀过程中生成的气体也将成为向上的浮力，而硅片向下的力将主要是受大气的压力和硅片的重力，显然薄膜消除了腐蚀液的压力，产生的气体也会有一个向上的力，由于我们设计的腐蚀用的聚四氟乙烯支架带有沟槽A，可以使硅片下面产生的气体从沟槽A得以排出，采取这样方法腐蚀薄膜，使薄膜减少了两个力(一个是薄膜上面的腐蚀液的质量对薄膜来说是一个向下的压力，另一个是薄膜下面硅和腐蚀液体发生化学反应生成的气体，对薄膜来说是一个向上的浮力)，而对于超薄型的薄膜来说，将是腐蚀成薄膜时至关重要的两个破坏力；由于腐蚀时其腐蚀液温度为60-90度，可以产生腐蚀液的蒸气，所以当腐蚀液减少后，其腐蚀液的蒸气可以继续腐蚀样品，其腐蚀速率基本与腐蚀液相同(可以随时添加腐蚀液)。
从宏观的分析其受力情况如图1所示；而微观中又有晶体中的原子的震动、腐蚀液离子的运动及硅原子与腐蚀液离子相互作用产生的震动力、碰撞等，引力、斥力等；起主要作用的力主要为宏观的力：压力、重力、张力、浮力等，为了减小腐蚀液体对薄膜的表面张力，可以利用腐蚀液的蒸气进行腐蚀，在提取样品时使样品与腐蚀液面要有一定倾斜角度以便减小腐蚀液对薄膜的表面张力和分解薄膜重力，偏移薄膜重力的重心，使薄膜在提取时不致造成破裂。
本发明的应用目标是制备具有各种金属引线超薄膜材料，因此对微、纳米薄膜材料的制备有其广泛的应用前景。工作原理是：采用单面悬浮腐蚀法，使单面充分接触腐蚀溶液，其产生的气体由设备的沟槽A排出，其连通器补充腐蚀液体，由于液体的流动而形成了动态平衡且起到搅拌作用，使硅片腐蚀均匀，使另一面的硅片得到保护不接触腐蚀液体，其表面和腐蚀液不接触，采用单面腐蚀法，使硅片浮在腐蚀液上面进行腐蚀，腐蚀液(腐蚀液蒸气)和腐蚀过程中化学反应而生成的气体都将提供给硅片向上的浮力，而硅片主要向下受力的情况将主要是大气的压力和硅片的重力和腐蚀液的粘滞力，由于采用单面悬浮腐蚀法，显然薄膜减少了腐蚀液的压力和腐蚀液的粘滞力，由于支架带有沟槽A使硅片下面产生的气体得以排出，虽然硅片仅减少了两个力，而对于超薄型的薄膜来说，将是至关重要的；将使薄膜的成功率有所提高。
实施例(1)支架：材料是聚四氟乙烯；图形—如图3，根据硅片尺寸和所需器 件的大小而定，且比较易于加工制作；(2)腐蚀液储存器：材料—玻璃烧杯；图形—如图1，其尺寸，根据支 架大小而定；
腐蚀分为两步：
1.首先用黑胶—沥青保护带有金属引线薄膜的一面，腐蚀到剩下约20μm时，将其取下，将其黑胶清洗干净，由于薄膜还有一定的厚度，易于清洗；
2.然后用悬浮腐蚀法再进一步进行腐蚀如图2。
单面腐蚀将给超薄型的微米/纳米薄膜的加工提供了一条进一步加工的加工技术，可以确保多种金属引线薄膜的形成而不破裂。