三维电极图形制作方法

摘要

本发明提供一种三维电极图形制作方法，包括以下步骤：在基片正面分别制作图形化掩膜层和图形化光刻胶，所述图形化光刻胶形成于所述图形化掩膜层上；蚀刻所述基片形成凹槽结构；腐蚀所述图形化掩膜层；依次沉积电极膜层和保护膜金属图层,所述图形化掩膜层和所述电极膜层材料相同；剥离所述图形化光刻胶以及所述图形化光刻胶上面沉积的电极膜层和保护膜金属图层；腐蚀所述图形化掩膜层得到三维电极图形。上述方法采用剥离工艺实现三维电极图形的制作，无需购置专用的喷涂胶设备，工艺制作过程简单且图形制作精度高。

权利要求

1.一种三维电极图形制作方法，其特征在于，包括以下步骤：在基片正面分别制作图形化掩膜层和图形化光刻胶，所述图形化光刻胶形成于所述图形化掩膜层上；

蚀刻所述基片形成凹槽结构；

腐蚀所述图形化掩膜层；

依次沉积电极膜层和保护膜金属图层,所述图形化掩膜层和所述电极膜层材料相同；

剥离所述图形化光刻胶以及所述图形化光刻胶上面沉积的电极膜层和保护膜金属图层；以及腐蚀所述图形化掩膜层，并去除保护膜金属图层后，得到三维电极图形。

2.根据权利要求1所述的三维电极图形制作方法，其特征在于，所述在基片正面分别制作图形化掩膜层和图形化光刻胶的步骤包括；

在基片正面沉积掩膜图层；

正面甩光刻胶并光刻显影；

腐蚀所述掩膜图层得到掩膜图形；以及

去除光刻胶后重新甩光刻胶并光刻显影。

3.根据权利要求1所述的三维电极图形制作方法，其特征在于，所述图形化掩膜层和所述电极膜层材料分别包括两层金属材料膜层，所述电极膜层的下层金属膜层作为粘结层，上层金属膜层作为导电层。

4.根据权利要求1所述的三维电极图形制作方法，其特征在于，所述腐蚀所述图形化掩膜层得到三维电极图形的步骤中，用于腐蚀所述图形化掩膜层的腐蚀液不能腐蚀所述保护膜金属图层。

5.根据权利要求1所述的三维电极图形制作方法，其特征在于，还包括去除所述保护膜金属图层的步骤，且用于腐蚀所述保护膜金属图层的腐蚀液不能腐蚀所述图形化掩膜层。

6.根据权利要求1所述的三维电极图形制作方法，其特征在于，所述蚀刻所述基片形成凹槽结构的步骤采用干法蚀刻或湿法蚀刻。

7.根据权利要求1所述的三维电极图形制作方法，其特征在于，所述凹槽结构的截面图形为三角形、矩形或者梯形。

8.一种三维电极图形制作方法，其特征在于，包括以下步骤：在基片正面分别制作图形化掩膜层和图形化光刻胶，所述图形化光刻胶形成于所述图形化掩膜层上；

蚀刻所述基片形成凹槽结构；

腐蚀所述图形化掩膜层；

沉积电极膜层，所述图形化掩膜层和所述电极膜层材料不同；

剥离所述图形化光刻胶以及所述图形化光刻胶上面沉积的电极膜层；以及腐蚀所述图形化掩膜层得到三维电极图形。

9.根据权利要求8所述的三维电极图形制作方法，其特征在于，所述图形化掩膜层为单层材料层。

10.根据权利要求8所述的三维电极图形制作方法，其特征在于，所述在基片正面分别制作图形化掩膜层和图形化光刻胶的步骤包括；

在基片正面沉积掩膜图层；

正面甩光刻胶并光刻显影；

腐蚀所述掩膜图层得到掩膜图形；以及

去除光刻胶后重新甩光刻胶并光刻显影。

说明书

三维电极图形制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及微机械工艺技术领域，特别涉及一种可实现三维电极图形的制作方法。

背景技术

[0002] 微机械(MEMS)工艺起源于半导体工艺，半导体工艺为平面工艺，而微机械工艺为三维工艺，采用微机械工艺可加工出各种复杂的三维结构。

[0003] 三维微机械结构通过微机械(MEMS)工艺加工完成以后，部分器件需要在结构的正面和侧面制作电极图形以便引出所需的电信号。

[0004] 通过检索非专利文献检索到Liqiang Xie等发表在《Sensors 2010》上的文献《A Z-Axis Quartz Cross-Fork Micromachined Gyroscope Based on Shear Stress Detection》，该文献中提出通过硬掩膜图形阻挡的方法直接在三维结构上沉积金属膜层得到所需的三维电极图形。该种方法的图形制作精度通常在数十个微米，适合于结构尺寸大且电极图形精度不高的器件电极制作。

[0005] 此外，通过检索非专利文献检索到潘安宝等发表在《传感器与微系统》(2008)上的文献《石英晶体谐振式绝对压力传感器研制》，提出在三维结构正面和侧面先旋转蒸发上电极图层，再通过侧面光源进行侧面光刻，而后腐蚀出所需的三维电极图形。该种方法电极图形制作精度高，但光刻前的光刻胶需要采用特制的喷涂胶设备进行喷涂，工艺难度增大，且需购置喷涂胶设备后才能进行工艺制作。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明提供一种工艺简单且可实现高精度三维电极图形的制作方法。

[0007] 本发明实施方式提供一种三维电极图形制作方法，包括以下步骤：

[0008] 在基片正面分别制作图形化掩膜层和图形化光刻胶，所述图形化光刻胶形成于所述图形化掩膜层上；

[0009] 蚀刻所述基片形成凹槽结构；

[0010] 腐蚀所述图形化掩膜层；

[0011] 依次沉积电极膜层和保护膜金属图层,所述图形化掩膜层和所述电极膜层材料相同；

[0012] 剥离所述图形化光刻胶以及所述图形化光刻胶上面沉积的电极膜层和保护膜金属图层；以及

[0013] 腐蚀所述图形化掩膜层，并去除保护膜金属图层后，得到三维电极图形。

[0014] 其中，所述在基片正面分别制作图形化掩膜层和图形化光刻胶的步骤包括；

[0015] 在基片正面沉积掩膜图层；

[0016] 正面甩光刻胶并光刻显影；

[0017] 腐蚀所述掩膜图层得到掩膜图形；以及

[0018] 去除光刻胶后重新甩光刻胶并光刻显影。

[0019] 其中，所述图形化掩膜层和所述电极膜层材料分别包括两层金属材料膜层，所述电极膜层的下层金属膜层作为粘结层，上层金属膜层作为导电层。

[0020] 其中，所述腐蚀所述图形化掩膜层得到三维电极图形的步骤中，用于腐蚀所述图形化掩膜层的腐蚀液不能腐蚀所述保护膜金属图层。

[0021] 其中，所述方法还包括去除所述保护膜金属图层的步骤，且用于腐蚀所述保护膜金属图层的腐蚀液不能腐蚀所述图形化掩膜层。

[0022] 其中，所述蚀刻所述基片形成凹槽结构的步骤采用干法蚀刻或湿法蚀刻。

[0023] 其中，所述凹槽结构的截面图形为三角形、矩形或者梯形。

[0024] 本发明实施方式还提供一种三维电极图形制作方法，包括以下步骤：

[0025] 在基片正面分别制作图形化掩膜层和图形化光刻胶，所述图形化光刻胶形成于所述图形化掩膜层上；

[0026] 蚀刻所述基片形成凹槽结构；

[0027] 腐蚀所述图形化掩膜层；

[0028] 沉积电极膜层，所述图形化掩膜层和所述电极膜层材料不同；

[0029] 剥离所述图形化光刻胶以及所述图形化光刻胶上面沉积的电极膜层；以及[0030] 腐蚀所述图形化掩膜层得到三维电极图形。

[0031] 其中，所述图形化掩膜层为单层材料层。

[0032] 其中，所述在基片正面分别制作图形化掩膜层和图形化光刻胶的步骤包括；

[0033] 在基片正面沉积掩膜图层；

[0034] 正面甩光刻胶并光刻显影；

[0035] 腐蚀所述掩膜图层得到掩膜图形；以及

[0036] 去除光刻胶后重新甩光刻胶并光刻显影。

[0037] 本发明实施方式的三维电极图形制作方法的优点在于：采用剥离工艺实现三维电极图形的制作，无需购置专用的喷涂胶设备，工艺制作过程简单且图形制作精度高。

附图说明

[0038] 图1为本发明实施方式一的三维电极图形制作方法的流程图。

[0039] 图2(a)～(f)为本发明实施方式二的三维电极图形制作方法的过程示意图。

[0040] 图3为本发明实施方式三的三维电极图形制作方法的流程图。

[0041] 图4(a)～(e)为本发明实施方式四的三维电极图形制作方法的过程示意图。

具体实施方式

[0042] 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

[0043] 请参见图1，本发明实施方式一的三维电极图形制作方法，包括以下步骤：

[0044] S101，在基片正面分别制作图形化掩膜层和图形化光刻胶，所述图形化光刻胶形成于所述图形化掩膜层上。

[0045] 所述基片可以硅片为基体，所述图形化光刻胶覆盖部分图像化掩膜层。

[0046] S102，蚀刻所述基片形成凹槽结构。

[0047] S103，腐蚀所述图形化掩膜层。

[0048] 经过腐蚀后，仅留下图形化光刻胶覆盖面积下的图形化掩膜层。

[0049] S104，依次沉积电极膜层和保护膜金属图层,所述图形化掩膜层和所述电极膜层材料相同。

[0050] 所述沉积方法可以为低压化学气相淀积(LPCVD)、常压化学气相淀积(APCVD)、等离子体增强化学气相淀积(PECVD)等。

[0051] S105，剥离所述图形化光刻胶以及所述图形化光刻胶上面沉积的电极膜层和保护膜金属图层。

[0052] 经剥离后，图形化光刻胶以及其上沉积的电极膜层和保护膜金属图层被剥离掉。

[0053] S106，腐蚀所述图形化掩膜层得到三维电极图形。

[0054] 本步骤中，直接暴露的图形化掩膜层被腐蚀掉，去除保护膜金属图层后，剩下成型好预设图形的电极膜层，覆盖于基片上。

[0055] 本发明实施方式的优点在于：采用剥离工艺实现三维电极图形的制作，无需购置专用的喷涂胶设备，工艺制作过程简单且图形制作精度高。

[0056] 请参见图2(a)～(f)，本发明实施方式二的三维电极图形制作方法与实施方式一的原理相同。

[0057] 其中，如图2(a)所示，在基片1正面分别制作图形化掩膜层2和图形化光刻胶3。其中，图形化掩膜层2包括下层金属膜层2a和上层金属膜层2b。

[0058] 所述在基片1正面分别制作图形化掩膜层2和图形化光刻胶3的步骤包括：

[0059] 在基片1正面沉积掩膜图层；

[0060] 正面甩光刻胶并光刻显影；

[0061] 腐蚀所述掩膜图层得到掩膜图形；

[0062] 去除光刻胶后重新甩光刻胶并光刻显影。

[0063] 如图2(b)所示，蚀刻所述基片1形成凹槽结构4。蚀刻所述基片1形成凹槽结构4的步骤可采用干法蚀刻或湿法蚀刻。所述凹槽结构4的截面图形为三角形、矩形、梯形，或者多边形。在图2中所示为梯形。

[0064] 如图2(c)所示，腐蚀所述图形化掩膜层2。经过腐蚀后，仅留下图形化光刻胶3覆盖面积下的图形化掩膜层2。

[0065] 如图2(d)所示，依次沉积电极膜层5和保护膜金属图层6,所述图形化掩膜层2和所述电极膜层材料相同。其中，所述电极膜层5材料包括两层金属材料膜层。具体的，电极膜层5包括下层金属膜层5a，作为粘结层，上层金属膜层5b，作为导电层。

[0066] 如图2(e)所示，剥离所述图形化光刻胶3以及所述图形化光刻胶3上面沉积的电极膜层5和保护膜金属图层6。经剥离后，图形化光刻胶3以及其上沉积的电极膜层5和保护膜金属图层6被剥离掉。剩下未被光刻胶3覆盖的电极膜层5和保护膜金属图层6。

[0067] 如图2(f)所示，腐蚀所述图形化掩膜层2得到三维电极图形。直接暴露的图形化掩膜层2被腐蚀掉，去除保护膜金属图层6后，剩下成型好预设图形的电极膜层5，覆盖于基片1上。

[0068] 实施方式二中，所述腐蚀所述图形化掩膜层2得到三维电极图形的步骤中，用于腐蚀所述图形化掩膜层2的腐蚀液不能腐蚀所述保护膜金属图层6。去除所述保护膜金属图层6的步骤中，用于腐蚀所述保护膜金属图层6的腐蚀液不能腐蚀所述图形化掩膜层2。

[0069] 请参见图3，本发明实施方式三的三维电极图形制作方法，包括以下步骤：

[0070] S301，在基片正面分别制作图形化掩膜层和图形化光刻胶，所述图形化光刻胶形成于所述图形化掩膜层上；

[0071] S302，蚀刻所述基片形成凹槽结构；

[0072] S303，腐蚀所述图形化掩膜层；

[0073] S304，沉积电极膜层，所述图形化掩膜层和所述电极膜层材料不同；

[0074] S305，剥离所述图形化光刻胶以及所述图形化光刻胶上面沉积的电极膜层；

[0075] S306，腐蚀所述图形化掩膜层得到三维电极图形。

[0076] 实施方式三的方法，S306中，直接暴露的图形化掩膜层被腐蚀掉后，即剩下成型好预设图形的电极膜层，覆盖于基片上。

[0077] 与实施方式一的方法相比，实施方式三中，所述图形化掩膜层和所述电极膜层材料不同，在步骤S304中，无需沉积保护膜金属图层。

[0078] 请参见图4(a)～(e)，本发明实施方式四的三维电极图形制作方法与实施方式三原理相同。

[0079] 其中，如图4(a)所示，在基片10正面分别制作图形化掩膜层11和图形化光刻胶12。其中，图形化掩膜层11包括下层膜层11a和上层膜层11b。

[0080] 所述在基片10正面分别制作图形化掩膜层11和图形化光刻胶12的步骤包括：

[0081] 在基片10正面沉积掩膜图层；

[0082] 正面甩光刻胶并光刻显影；

[0083] 腐蚀所述掩膜图层得到掩膜图形；

[0084] 去除光刻胶后重新甩光刻胶并光刻显影。

[0085] 如图4(b)所示，蚀刻所述基片10形成凹槽结构13。蚀刻所述基片10形成凹槽结构13的步骤可采用干法蚀刻或湿法蚀刻。所述凹槽结构13的截面图形为三角形、矩形、梯形，或者多边形。在图4中所示为梯形。

[0086] 如图4(c)所示，腐蚀所述图形化掩膜层11。经过腐蚀后，仅留下图形化光刻胶12覆盖面积下的图形化掩膜层11。

[0087] 如图4(d)所示，沉积电极膜层14,所述图形化掩膜层11和所述电极膜层14材料不同。其中，所述电极膜层14材料包括两层金属材料膜层。具体的，电极膜层14包括下层金属膜层14a，作为粘结层，上层金属膜层14b，作为导电层。

[0088] 如图4(e)所示，剥离所述图形化光刻胶12以及所述图形化光刻胶12上面沉积的电极膜层14。经剥离后，图形化光刻胶12以及其上沉积的电极膜层14被剥离掉。剩下未被光刻胶12覆盖的电极膜层14。腐蚀所述图形化掩膜层11得到三维电极图形。直接暴露的图形化掩膜层11被腐蚀掉，剩下成型好预设图形的电极膜层14，覆盖于基片10上。

[0089] 在图4中，所述图形化掩膜层11为双层结构，在其他实施方式中，所述图形化掩膜层11也可以为单层材料层。

[0090] 以上所述的仅是本发明的实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。