本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種在基板上電鍍形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法,微細(xì)結(jié)構(gòu)以及電子器件。
背景技術(shù):
隨著電子器件小型化、高速化和多功能化需求的增強(qiáng),對(duì)構(gòu)成電子器件的微細(xì)結(jié)構(gòu)的微細(xì)化、復(fù)雜化的需求也在日益增強(qiáng)。特別是把半導(dǎo)體微電路同微機(jī)械集成起來,達(dá)到功能多樣化的微機(jī)電系統(tǒng)(mems:micromechanicalelectrosystem),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝方面時(shí)刻面臨著創(chuàng)新的挑戰(zhàn)。比如,微小線圈就是mems器件中常見的一個(gè)部件。
微小線圈一般由金屬的微細(xì)結(jié)構(gòu)組成。為了能夠在微小線圈中通過大電流,同時(shí)不減低器件內(nèi)部件的集成度,就需要加大線圈的厚度。為了實(shí)現(xiàn)不同功能,有時(shí)需要在同一個(gè)mems器件中的不同位置形成不同金屬材料構(gòu)成的線圈,有時(shí)則需要在同一個(gè)mems器件中的不同位置形成厚度不同的金屬材料構(gòu)成的線圈,不同位置的線圈,有時(shí)需要彼此電連接,有時(shí)需要彼此電絕緣。這樣的線圈,厚度一般在1微米以上,甚至達(dá)到100微米以上,需要用電鍍方式形成。
為了在同一個(gè)mems器件中的不同位置形成不同金屬材料構(gòu)成的線圈,或者是厚度不同的金屬材料構(gòu)成的線圈,傳統(tǒng)工藝往往需要進(jìn)行相應(yīng)次數(shù)的光刻和電鍍。比如,在同一個(gè)mems器件中的不同位置形成兩種金屬材料構(gòu)成的線圈,就需要進(jìn)行兩數(shù)光刻和電鍍。比如說,先以如下方式進(jìn)行第一次光刻和電鍍:先在基板上形成第一個(gè)光刻膠薄膜,進(jìn)行第一次光刻形成具有第1種金屬材料的線圈形狀的光刻膠圖形;隨后,在此光刻膠圖形的內(nèi)部電鍍第1種金屬,形成所需的第1種金屬材料構(gòu)成的線圈;隨后,去除第一個(gè)光刻膠薄膜。然后,以第一次光刻和電鍍類似的程序,再進(jìn)行第二次光刻和電鍍,形成所需的第2種金屬材料構(gòu)成的線圈。
應(yīng)該注意,上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明,并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本申請(qǐng)的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),上述傳統(tǒng)工藝的第一個(gè)問題是:工藝繁雜,耗時(shí)費(fèi)工,自然提高了制造成本。傳統(tǒng)制造方法的第二個(gè)問題是:當(dāng)電鍍的第1種金屬比較厚(比如大于5微米)時(shí),第1種金屬的構(gòu)造會(huì)使第二次光刻變得困難。特別是,由于第1種金屬的構(gòu)造在基板表面形成凸起,使得第二次光刻用的光刻膠薄膜很難均勻地形成到基板表面。其結(jié)果是,很難精確地形成第2種金屬電鍍用的光刻膠圖形,使金屬微細(xì)結(jié)構(gòu)的制造變得困難,形狀精度降低。而且,第二次光刻時(shí)的光刻膠圖形需要與第一次電鍍時(shí)形成的微細(xì)結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn),不可避免地會(huì)產(chǎn)生二者之間的相對(duì)位置的誤差。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種在基板上電鍍形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法,用一次光刻同時(shí)形成兩次以上電鍍的光刻膠圖形,在對(duì)各部分進(jìn)行電鍍時(shí),導(dǎo)電薄膜的尚未進(jìn)行電鍍的部分與電鍍液之間不形成電流,由此,對(duì)各微細(xì)結(jié)構(gòu)依次進(jìn)行電鍍,使得不同材料或不同厚度的微細(xì)結(jié)構(gòu)能夠用較少的工藝程序形成,從而降低生產(chǎn)成本;同時(shí)提高微細(xì)結(jié)構(gòu)尺寸和位置精度,從而提高微細(xì)結(jié)構(gòu)的性能。
根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的一個(gè)方面,提供一種在基板上電鍍形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法,包括:
在基板的表面形成具有n個(gè)部分的導(dǎo)電薄膜,其中,所述n個(gè)部分位于所述基板的所述表面的不同位置,n為2以上的自然數(shù);在上述導(dǎo)電薄膜的所述n個(gè)部分上一次性形成光刻膠圖形;以及向上述導(dǎo)電薄膜的第n個(gè)部分通電,并以上述第n個(gè)部分作為種子層,利用電鍍液對(duì)上述第n個(gè)部分進(jìn)行電鍍,以在上述第n個(gè)部分所對(duì)應(yīng)的上述光刻膠圖形的開口內(nèi)部電鍍形成第n個(gè)金屬圖形,并且,在對(duì)第n個(gè)部分進(jìn)行電鍍時(shí),上述導(dǎo)電薄膜的尚未進(jìn)行電鍍的部分與所述電鍍液之間不形成電流,其中,n是自然數(shù),且1≦n≦n。
根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面,其中,各上述金屬圖形中至少有兩個(gè)金屬圖形材料不相同。
根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面,其中,各上述金屬圖形中至少有兩個(gè)金屬圖形厚度不同。
根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面,其中,在所述導(dǎo)電薄膜的所述n個(gè)部分中,至少有兩個(gè)部分之間電絕緣,并且,上述導(dǎo)電薄膜的尚未進(jìn)行電鍍的部分不被通電,從而與所述電鍍液之間不形成電流。
根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面,其中,在所述導(dǎo)電薄膜的所述n個(gè)部分中,上述導(dǎo)電薄膜的尚未進(jìn)行電鍍的部分至少在上述光刻膠圖形的開口處覆蓋有絕緣薄膜,從而與所述電鍍液之間不形成電流。
根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面,其中,所述方法還包括:
形成所述光刻膠圖形之前,在所述導(dǎo)電薄膜的所述n個(gè)部分中,在至少一個(gè)部分的表面覆蓋絕緣薄膜,其中,所述導(dǎo)電薄膜從所述光刻膠圖形的開口部分露出;以及對(duì)所述導(dǎo)電薄膜的被所述絕緣薄膜所覆蓋的部分進(jìn)行電鍍前,至少部分地去除所述露出的緣薄膜,以使所述導(dǎo)電薄膜從所述光刻膠圖形的開口部分露出。
根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面,提供一種形成于基板表面的微細(xì)結(jié)構(gòu),包括:
在基板的表面形成的具有n個(gè)部分的導(dǎo)電薄膜,其中,所述n個(gè)部分位于所述基板的所述表面的不同位置,n為2以上的自然數(shù);以及形成于各導(dǎo)電薄膜的表面的金屬圖形,其中,至少一個(gè)所述金屬圖形的側(cè)壁下側(cè)形成有與所述側(cè)壁和所述導(dǎo)電薄膜的表面都接觸的絕緣薄膜。
根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面,其中,所述微細(xì)結(jié)構(gòu)為微小線圈結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面,提供一種電子器件,其具有上述方面所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)。
本申請(qǐng)的有益效果在于:用較少的工藝形成不同材料或不同厚度的微細(xì)結(jié)構(gòu),從而降低生產(chǎn)成本,并且提高微細(xì)結(jié)構(gòu)尺寸和位置精度,從而提高微細(xì)結(jié)構(gòu)的性能。
參照后文的說明和附圖,詳細(xì)公開了本申請(qǐng)的特定實(shí)施方式,指明了本申請(qǐng)的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解,本申請(qǐng)的實(shí)施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi),本申請(qǐng)的實(shí)施方式包括許多改變、修改和等同。
針對(duì)一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中使用,與其它實(shí)施方式中的特征相組合,或替代其它實(shí)施方式中的特征。
應(yīng)該強(qiáng)調(diào),術(shù)語“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、整件、步驟或組件的存在,但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
附圖說明
所包括的附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的進(jìn)一步的理解,其構(gòu)成了說明書的一部分,用于例示本申請(qǐng)的實(shí)施方式,并與文字描述一起來闡釋本申請(qǐng)的原理。顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例1的在基板上電鍍形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法的一個(gè)示意圖;
圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例1的方法的實(shí)例中各步驟的一個(gè)示意圖;
圖3是本申請(qǐng)實(shí)施例2的在基板上電鍍形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法的一個(gè)示意圖;
圖4是本申請(qǐng)實(shí)施例2的方法的實(shí)例中各步驟的一個(gè)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖,通過下面的說明書,本申請(qǐng)的前述以及其它特征將變得明顯。在說明書和附圖中,具體公開了本申請(qǐng)的特定實(shí)施方式,其表明了其中可以采用本申請(qǐng)的原則的部分實(shí)施方式,應(yīng)了解的是,本申請(qǐng)不限于所描述的實(shí)施方式,相反,本申請(qǐng)包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的全部修改、變型以及等同物。
實(shí)施例1
本申請(qǐng)實(shí)施例1提供一種在基板上電鍍形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法。
圖1是本實(shí)施例的在基板上電鍍形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法的一個(gè)示意圖,如圖1所示,該方法包括:
步驟101、在基板的表面形成具有n個(gè)部分的導(dǎo)電薄膜,其中,所述n個(gè)部分位于所述基板的所述表面的不同位置,n為2以上的自然數(shù);
步驟102、在上述導(dǎo)電薄膜的所述n個(gè)部分上一次性形成光刻膠圖形;以及
步驟103、分別向上述導(dǎo)電薄膜的第n個(gè)部分通電,并以上述第n個(gè)部分作為種子層,利用電鍍液對(duì)上述第n個(gè)部分進(jìn)行電鍍,以在上述第n個(gè)部分所對(duì)應(yīng)的上述光刻膠圖形的開口內(nèi)部電鍍形成第n個(gè)金屬圖形,并且,在對(duì)第n個(gè)部分進(jìn)行電鍍時(shí),上述導(dǎo)電薄膜的尚未進(jìn)行電鍍的部分與所述電鍍液之間不形成電流,其中,n是自然數(shù),且1≦n≦n。
在本實(shí)施例中,用一次光刻同時(shí)形成兩次以上電鍍所需的光刻膠圖形,并且,在對(duì)各部分進(jìn)行電鍍時(shí),導(dǎo)電薄膜的尚未進(jìn)行電鍍的部分與電鍍液之間不形成電流,從而對(duì)各微細(xì)結(jié)構(gòu)依次進(jìn)行電鍍,由此,與傳統(tǒng)工藝相比,本實(shí)施例的方法能夠用較少的光刻工藝形成不同的微細(xì)結(jié)構(gòu),從而降低生產(chǎn)成本;同時(shí),避免了傳統(tǒng)工藝中多次光刻所存在的對(duì)準(zhǔn)偏差和圖形偏差,能夠提高微細(xì)結(jié)構(gòu)尺寸和位置精度,提高微細(xì)結(jié)構(gòu)的性能。
在本實(shí)施例中,通過多次電鍍?cè)诨迳闲纬傻母鹘饘賵D形中,至少有兩個(gè)金屬圖形材料不相同。此外,各金屬圖形中,至少有兩個(gè)金屬圖形厚度不同,例如,材料相同,但是厚度不同,或者,材料不同,厚度也不同。
在本實(shí)施例中,在進(jìn)行電鍍的步驟中,在將基板放入電鍍液并對(duì)導(dǎo)電薄膜的部分通電進(jìn)行電鍍時(shí),使導(dǎo)電薄膜的尚未進(jìn)行電鍍的部分與電鍍液之間不形成電流,由此,能夠避免對(duì)尚未進(jìn)行電鍍的部分電路,從而使電鍍過程可控。
在本實(shí)施例中,可以按需要對(duì)導(dǎo)電薄膜的需要電鍍的部分通電,例如,可以每次僅對(duì)1個(gè)部分通電,也可以對(duì)2個(gè)以上的部分通電,且通電的時(shí)間可以根據(jù)各金屬圖形電鍍所要達(dá)到的厚度來決定。
在本實(shí)施例中,可以有多種方式使導(dǎo)電薄膜的尚未進(jìn)行電鍍的部分與電鍍液之間不形成電流,例如:在導(dǎo)電薄膜的該n個(gè)部分中,至少有兩個(gè)部分之間電絕緣,這樣,針對(duì)該彼此絕緣的各部分,在其中的至少一個(gè)部分被通電進(jìn)行電鍍時(shí),其它部分不被通電,該其它部分與電鍍液之間不形成電流,因此,該其它部分不被進(jìn)行電鍍;或者,在導(dǎo)電薄膜的該n個(gè)部分中,導(dǎo)電薄膜的尚未進(jìn)行電鍍的部分可以被覆蓋有絕緣薄膜,從而與電鍍液之間不形成電流。上述兩種方式可以單獨(dú)被使用,或者被結(jié)合使用;此外,還可以是其它的方式,本實(shí)施例不限于上述列舉的兩種方式。
下面,結(jié)合一個(gè)實(shí)例來說明本實(shí)施例的在基板上電鍍形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法。在下面的實(shí)例中,具體敘述由兩種金屬形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的制造方法。由三種以上金屬形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的制造方法,可參照此實(shí)例細(xì)化、重復(fù)相關(guān)步驟。
在該實(shí)例中,導(dǎo)電薄膜的各部分之間電絕緣。
圖2是本實(shí)施例的方法的實(shí)例中各步驟的一個(gè)示意圖。如圖2所示,該制造方法包括如下步驟。
首先,如圖2的a)所示,在基板1的表面1a上形成導(dǎo)電薄膜2,并且,導(dǎo)電薄膜2被分成2個(gè)相互電絕緣的部分2-1和2-2,例如,2-1和2-2互不聯(lián)通。必要時(shí),導(dǎo)電薄膜2-1還可以進(jìn)一步進(jìn)行圖形加工,但是最好整體可以互相連通起來。同樣,必要時(shí),導(dǎo)電薄膜2-2還可以進(jìn)一步進(jìn)行圖形加工,但是最好整體可以互相連通起來。導(dǎo)電薄膜2可以是一種金屬的單層薄膜,也可以是兩種以上金屬的多層薄膜。導(dǎo)電薄膜2的厚度可以在0.01-1微米。比如,導(dǎo)電薄膜2是在基板1的表面1a上形成0.005微米厚的cr薄膜之后再形成0.1微米厚的au薄膜而構(gòu)成的雙層金屬薄膜?;?可以是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中常用的晶圓,例如硅晶圓、gan晶圓、sic晶圓等,也可以是石英、藍(lán)寶石等絕緣性晶圓,也可以是玻璃薄板。另外,該基板也可以是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中常用的晶圓,在晶圓的表面上進(jìn)一步具有半導(dǎo)體器件、mems器件所需的各種薄膜以及各種構(gòu)造。本實(shí)施例對(duì)此并不限制。基板1的厚度,比如說可以是50-2000微米。
下一步,如圖2的b)所示,在導(dǎo)電薄膜2的各個(gè)互不連通的部分(2-1和2-2)上形成光刻膠圖形3。光刻膠圖形3通過一次光刻過程形成。光刻膠圖形3在導(dǎo)電薄膜2-1的部分上面具有開口3-1,在導(dǎo)電薄膜2-2的部分上面具有開口3-2。在開口3-1的底部,導(dǎo)電薄膜2-1暴露出來;在開口3-2的底部,導(dǎo)電薄膜2-2暴露出來。
下一步,如圖2的c)所示,在電鍍液中,向?qū)щ姳∧さ牡?個(gè)部分2-1通電,以導(dǎo)電薄膜2-1為種子層,在光刻膠圖形的開口3-1的內(nèi)部電鍍第1種金屬4。第1種金屬可以是單一金屬,比如au、ni、cu、sn。第1種金屬也可以是兩種以上金屬的復(fù)合結(jié)構(gòu)。比如,第1種金屬也可以是先電鍍ni,在ni之上再電鍍au而形成的雙層結(jié)構(gòu)。比如,第1種金屬也可以是ni和au交互層疊而構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。
下一步,如圖2的d)所示,向?qū)щ姳∧さ牡?個(gè)部分2-2通電,以導(dǎo)電薄膜2-2為種子層,在光刻膠圖形的開口3-2的內(nèi)部電鍍第2種金屬5。第2種金屬可以是單一金屬,比如au、ni、cu、sn。第2種金屬也可以是兩種以上金屬的復(fù)合結(jié)構(gòu)。由于導(dǎo)電薄膜的第1個(gè)部分2-1與第2個(gè)部分2-2是相互不連通的,所以電鍍第2種金屬5時(shí)對(duì)第1種金屬5的結(jié)構(gòu)并不產(chǎn)生影響。當(dāng)然,在電鍍第2種金屬5時(shí),至少部分時(shí)間同時(shí)對(duì)導(dǎo)電薄膜的第1個(gè)部分2-1通電,也可以在第1種金屬4上電鍍形成第2種金屬5。
下一步,如圖2的e)所示,去除光刻膠3。光刻膠3的去除,可以用相應(yīng)的溶劑進(jìn)行濕法腐蝕來實(shí)現(xiàn),也可以用含有氧的等離子體進(jìn)行干法刻蝕來實(shí)現(xiàn)。
下一步,如圖2的f)所示,去除導(dǎo)電薄膜2的不需要的部分。這一過程可以用相應(yīng)的溶劑進(jìn)行濕法腐蝕來實(shí)現(xiàn),也可以用相應(yīng)的等離子體進(jìn)行干法刻蝕來實(shí)現(xiàn)。這樣,就得到了相互獨(dú)立的金屬微細(xì)結(jié)構(gòu)4和5。第1種金屬4和第2種金屬5可以是不同的金屬。第1種金屬4和第2種金屬5可以是同樣的金屬,但是厚度不同。一個(gè)特例是:第1種金屬4是au,第2種金屬5是ni,二者的厚度可以相同也可以不相同。
如上所述,本實(shí)施例只用一次光刻形成的光刻膠圖形就可以實(shí)現(xiàn)不同金屬、不同厚度金屬微細(xì)結(jié)構(gòu)的電鍍,工藝簡(jiǎn)單易施、靈活可控,從而可以降低生產(chǎn)成本。同時(shí),因?yàn)椴恍枰煌饘俳Y(jié)構(gòu)的不同光刻過程,不需要在凸凹性較大的基板上形成光刻膠圖形,所以可以提高微細(xì)結(jié)構(gòu)的尺寸和位置精度,從而提高微細(xì)結(jié)構(gòu)的性能。
圖2的f)所示的微細(xì)結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到半導(dǎo)體,特別是mems的各種器件之中。作為特例,圖2f)所示的微細(xì)結(jié)構(gòu)可以是線圈型結(jié)構(gòu)??梢栽诰€圈里通電,產(chǎn)生磁場(chǎng),作為相應(yīng)的mems器件的部件。不同的線圈結(jié)構(gòu)(包括金屬種類、金屬厚度、線圈形狀)就會(huì)具有不同的功能。這樣的線圈結(jié)構(gòu),比如可以用來產(chǎn)生磁場(chǎng),驅(qū)動(dòng)諸如微鏡等mems部件。這樣的線圈結(jié)構(gòu),也可以用來感應(yīng)外部磁場(chǎng),在線圈中產(chǎn)生電流,通過測(cè)量產(chǎn)生的電流來測(cè)量磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。
實(shí)施例2
本申請(qǐng)實(shí)施例2提供一種在基板上電鍍形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法,與實(shí)施例1的方法類似,其中與本申請(qǐng)實(shí)施例1相似之處省卻詳細(xì)敘述。
圖3是本實(shí)施例的在基板上電鍍形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法的一個(gè)示意圖。圖3與圖1的方法的區(qū)別在于,在圖3所示的方法中,在步驟102之前,具有步驟301,在步驟103之前具有步驟302,其中:
步驟301、形成所述光刻膠圖形之前,在所述導(dǎo)電薄膜的所述n個(gè)部分中,在至少一個(gè)部分的表面覆蓋絕緣薄膜,其中,所述導(dǎo)電薄膜從所述光刻膠圖形的開口部分露出。
步驟302、對(duì)所述導(dǎo)電薄膜的被所述絕緣薄膜所覆蓋的部分進(jìn)行電鍍前,至少部分地去除所述露出的緣薄膜,以使所述導(dǎo)電薄膜從所述光刻膠圖形的開口部分露出。
通過上述步驟301,能夠通過絕緣薄膜使導(dǎo)電薄膜的尚未進(jìn)行電鍍的部分與電鍍液之間不形成電流。
通過上述步驟302,能夠去除絕緣薄膜,使得在后續(xù)步驟中,對(duì)導(dǎo)電薄膜的尚未進(jìn)行電鍍的部分實(shí)施電鍍。
通過上述步驟301、步驟102、步驟302、步驟103,能夠僅通過一個(gè)一次性形成的光刻膠圖形,對(duì)導(dǎo)電薄膜的各部分進(jìn)行可控的電鍍處理。
在本實(shí)施例中,導(dǎo)電薄膜的n部分之間,可以電絕緣,也可以電連接,本實(shí)施例并不限制。
其中,導(dǎo)電薄膜n部分之間電絕緣的情形可以與實(shí)施例1的圖2的描述類似,通過分別對(duì)電絕緣的部分通電,以及對(duì)尚未電鍍的部分覆蓋絕緣薄膜,可以更加準(zhǔn)確地進(jìn)行各部分的電鍍控制,避免n部分之間短接等情況對(duì)電鍍控制的影響。
下面,對(duì)導(dǎo)電薄膜n部分之間電連接的情況進(jìn)行說明。以導(dǎo)電薄膜具有第一部分和第二部分這兩部分為例,如果第一部分和第二部分電連接,在對(duì)第一部分通電以電鍍第一金屬時(shí),雖然尚未進(jìn)行電鍍的第二部分也被通電,但是第二部分表面具有絕緣薄膜,因此不被進(jìn)行電鍍;在去除了第二部分表面的絕緣薄膜并對(duì)第二部分通電以電鍍第二金屬的情況下,由于第一部分與第二部分電連接,因此也對(duì)第一部分通電,所以,在第一部分的第一金屬上繼續(xù)電鍍形成第二金屬,由此,能夠便于形成多金屬層,此外,在第一金屬和第二金屬相同的情況下,能夠便于調(diào)整金屬層的厚度。導(dǎo)電薄膜的第一部分和第二部分可以電連接的另一個(gè)有利之處是:對(duì)導(dǎo)電薄膜可以不進(jìn)行圖形加工。因此節(jié)省了工藝步驟,可以進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。
下面,結(jié)合一個(gè)實(shí)例來說明本實(shí)施例的在基板上電鍍形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的方法。在下面的實(shí)例中,具體敘述由兩種金屬形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的制造方法。由三種以上金屬形成微細(xì)結(jié)構(gòu)的制造方法,可參照此實(shí)例細(xì)化、重復(fù)相關(guān)步驟。
圖4是本實(shí)施例的方法的實(shí)例中各步驟的一個(gè)示意圖。如圖4所示,該制造方法包括如下步驟。
首先,如圖4的a)所示,在基板1的表面1a上形成導(dǎo)電薄膜2,并將導(dǎo)電薄膜2分成2個(gè)互不聯(lián)通的部分2-1和2-2。導(dǎo)電薄膜2的構(gòu)成可以與本申請(qǐng)實(shí)施例1的導(dǎo)電薄膜相同。基板1可以與本申請(qǐng)實(shí)施例1的基板相同。
下一步,如圖4的b)所示,在導(dǎo)電薄膜2-2的部分上形成絕緣薄膜的圖形6。絕緣薄膜6可以由硅的氧化物、硅的氮化物等半導(dǎo)體以及mems工藝中常用的其它絕緣性材料構(gòu)成。絕緣薄膜6的厚度可以為0.01-1微米。絕緣薄膜6可以用半導(dǎo)體以及mems工藝形成。比如,絕緣薄膜6是用化學(xué)氣相沉積(cvd)方式形成的硅的氧化物。絕緣薄膜6的圖形可以用半導(dǎo)體以及mems常用的干法或濕法刻蝕工藝形成。
下一步,如圖4的c)所示,在導(dǎo)電薄膜2的各個(gè)互不連通的部分(2-1和2-2)上形成光刻膠圖形3。光刻膠圖形3通過一次光刻過程形成。光刻膠圖形3在導(dǎo)電薄膜2-1的部分上面具有開口3-1,在導(dǎo)電薄膜2-2的部分上面具有開口3-2。在開口3-1的底部,導(dǎo)電薄膜2-1暴露出來。在開口3-2的底部,絕緣薄膜6完全覆蓋導(dǎo)電薄膜2-2,因此導(dǎo)電薄膜2-2沒有暴露出來。
下一步,如圖4的d)所示,向?qū)щ姳∧さ牡?個(gè)部分2-1通電,以導(dǎo)電薄膜2-1為種子層,在光刻膠圖形的開口3-1的內(nèi)部電鍍第1種金屬4。第1種金屬可以與本申請(qǐng)實(shí)施例1的第1種金屬相同。由于電鍍第1種金屬4時(shí),導(dǎo)電薄膜2-2沒有暴露出來,導(dǎo)電薄膜2-2之上不會(huì)電鍍上第1種金屬4,也不會(huì)受到任何影響。另外,電鍍第1種金屬4時(shí),即使把導(dǎo)電薄膜2-1和導(dǎo)電薄膜2-2連接起來也不會(huì)在導(dǎo)電薄膜2-2之上電鍍上第1種金屬4。
下一步,如圖4的e)所示,去掉導(dǎo)電薄膜2-2之上的光刻膠圖形的開口3-2部分的絕緣薄膜6,使導(dǎo)電薄膜2-2在光刻膠圖形的開口3-2部分暴露出來。絕緣薄膜6的部分去除,可以用相應(yīng)的溶劑進(jìn)行濕法腐蝕來實(shí)現(xiàn),也可以用相應(yīng)的等離子體進(jìn)行干法刻蝕來實(shí)現(xiàn)。比如,絕緣薄膜6是硅的氧化物,可以用含有氟酸的溶液將絕緣薄膜6部分腐蝕掉。
下一步,如圖4的f)所示,向?qū)щ姳∧さ牡?個(gè)部分2-2通電,以導(dǎo)電薄膜2-2為種子層,在光刻膠圖形的開口3-2的內(nèi)部電鍍第2種金屬5。第2種金屬可以與本申請(qǐng)實(shí)施例1的第2種金屬相同。由于導(dǎo)電薄膜的第1個(gè)部分2-1與第2個(gè)部分2-2是相互不連通的,所以電鍍第2種金屬5時(shí)對(duì)第1種金屬5的結(jié)構(gòu)并不產(chǎn)生影響。當(dāng)然,在電鍍第2種金屬5時(shí),同時(shí)對(duì)導(dǎo)電薄膜的第1個(gè)部分2-1通電,也可以在第1種金屬4上電鍍上第2種金屬5。
下一步,如圖4的g)所示,去除光刻膠3。光刻膠3的去除,可以用相應(yīng)的溶劑進(jìn)行濕法腐蝕來實(shí)現(xiàn),也可以用含有氧的等離子體進(jìn)行干法刻蝕來實(shí)現(xiàn)。
下一步,如圖4的h)所示,去除導(dǎo)電薄膜2的不需要的部分。這一過程可以用相應(yīng)的溶劑進(jìn)行濕法腐蝕來實(shí)現(xiàn),也可以用相應(yīng)的等離子體進(jìn)行干法刻蝕來實(shí)現(xiàn)。這時(shí),絕緣薄膜6也會(huì)部分殘留下來,對(duì)金屬5的結(jié)構(gòu)和功能都可以沒有明顯的影響。
這樣,就得到了相互獨(dú)立的金屬微細(xì)結(jié)構(gòu)4和5。第1種金屬4和第2種金屬5可以是不同的金屬。第1種金屬4和第2種金屬5可以是同樣的金屬,但是厚度不同。一個(gè)特例是:第1種金屬4是au,第2種金屬5是ni,二者的厚度可以相同也可以不相同。
圖4的h)所示的微細(xì)結(jié)構(gòu)具有:在基板1的表面形成的具有n個(gè)部分的導(dǎo)電薄膜(例如,第1個(gè)部分2-1,第2個(gè)部分2-2等),其中,該n個(gè)部分位于基板1的表面的不同位置,n為2以上的自然數(shù);以及形成于各導(dǎo)電薄膜的表面的金屬圖形(例如,金屬微細(xì)結(jié)構(gòu)4和5),其中,至少一個(gè)金屬圖形的側(cè)壁下側(cè)形成有與該側(cè)壁和導(dǎo)電薄膜(例如,第2個(gè)部分2-2)的表面都接觸的絕緣薄膜6。本實(shí)施例產(chǎn)生的效果,除了實(shí)施例1所敘述的之外,可以使第一次電鍍形成第1種金屬4的工藝自由度變得更大。
與本申請(qǐng)實(shí)施例1在圖2的f)所示的微細(xì)結(jié)構(gòu)相同,圖4的h)所示的微細(xì)結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到半導(dǎo)體,特別是mems的各種器件之中。
以上結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行了描述,但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚,這些描述都是示例性的,并不是對(duì)本申請(qǐng)保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本申請(qǐng)的精神和原理對(duì)本申請(qǐng)做出各種變型和修改,這些變型和修改也在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。