一种图形化Ag薄膜的制备方法与流程

本发明属于mems制造技术领域，涉及一种图形化金属的制备方法，具体涉及一种图形化ag薄膜的制备方法。

背景技术：

在芯片制备工艺中，图形化金属是mems工艺中不可或缺的一环，如图形化金属掩膜、图形化金属电极和图形性金属反射层等；而金属ag薄膜因为其超高的反射率和易制备等原因被广泛的运用于mems制备工艺中。

目前行业内制备ag薄膜金属层的主要方法为热蒸发沉积和磁控溅射，无论用何种方式制备ag薄膜金属层，对ag薄膜图形化均需要采用湿法腐蚀工艺或者光刻胶剥离工艺。采用湿法腐蚀工艺的方案，因各向同性的机理造成ag薄膜被溶液侧腐蚀导致ag薄膜图形化失真。采用光刻胶剥离工艺的方案，需要带光刻胶制备ag薄膜金属层，因有机物高温挥发的机理会制约工艺温度，从而影响ag薄膜金属层的粘附性，在后面工序的剥离过程中导致ag薄膜图形脱落的现象，同时光刻胶进设备腔体也会造成对设备的污染和损坏，影响设备寿命。

有鉴于此，如今迫切需要开发一种新的图形化金属薄膜制备方法，以便克服现有ag薄膜图形化制备存在的上述缺陷。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种图形化ag薄膜的制备方法，采用该方法获得的图形化ag薄膜可以提高芯片电性能或者光反射性能，并且工艺过程适合批量化生产。本发明的技术方案为：

第一个方面，本发明提供一种图形化ag薄膜的制备方法，包括以下步骤：

制备ag薄膜；

在ag薄膜表面预形成图形化样式的部分涂覆光刻胶；

将ag薄膜未涂覆光刻胶的部分进行氧化处理至该部分转变成ag2o薄膜；

将ag2o薄膜进行腐蚀处理至ag2o薄膜消失；

将剩余带有光刻胶的ag薄膜进行光刻胶去除，即得。

进一步地，所述ag薄膜的厚度为10nm～100nm。

优选地，所述光刻胶的厚度为1um～5um。

优选地，所述氧化处理的参数控制为：采用等离子体氧化方式，以o2为氧化剂，n2为保护气，其中通o2和n2的时间为5min～20min，射频功率为100w～500w，辉光放电时间为5min～20min。

进一步地，所述腐蚀处理是将整个ag薄膜浸入氨水水溶液中。

优选地，所述氨水水溶液的浓度为1wt％～10wt％。

优选地，所述光刻胶去除的溶剂为丙酮和/或乙醇。

第二个方面，本发明提供一种图形化ag薄膜，是采用上述制备方法获得。

第三个方面，本发明提供一种芯片，所述芯片上设有上述图形化ag薄膜。

本发明的有益效果为：本发明可精准控制ag薄膜上图形化部分的样式和尺寸，并且应用在芯片上可以提高芯片的电性能或者光反射率。此外，本发明的制备方法工艺稳定，腐蚀一致性好，适合批量化生产。

附图说明

图1为本发明的图形化ag薄膜的制备方法的工艺流程图。

图2为本发明实施例1中晶圆片的结构示意图。

图3为本发明实施例1中涂覆了ag薄膜的晶圆片的结构示意图。

图4为本发明实施例1中进行了图形化光刻的晶圆片的结构示意图。

图5为本发明实施例1中进行了表面氧化处理的晶圆片的结构示意图。

图6为本发明实施例1中进行了表面腐蚀处理的晶圆片的结构示意图。

图7为本发明实施例1中进行了去胶处理的晶圆片的结构示意图。

图1～7中，1-晶圆片；2-ag薄膜；2a-ag2o；3-光刻胶；4-等离子射线。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

实施例1

请参阅图1至图7，本实施例提供一种带有图形化ag薄膜晶圆片的制备方法，包括下述步骤：

【步骤s1】提供晶圆片：本实施例中的晶圆片1为4英寸的si衬底晶圆。

【步骤s2】金属ag薄膜制备：本实施例中采用热蒸发的方式，在晶圆片1的表面蒸镀ag薄膜2，镀膜方式按常规方法进行，ag薄膜2厚度为100nm。

【步骤s3】图形化光刻：将沉积有ag薄膜2的晶圆片1的表面旋涂光刻胶3，光刻胶3的厚度为5um，通过光刻定义所设计的图形。本实施例中的光刻胶3为正性光刻胶。

【步骤s4】金属ag氧化：对光刻定义了图形的晶圆片1做等离子体氧化4处理，通o2、n2时间为20min，射频功率500w，辉光放电时间20min。此时未被光刻定义图形的ag薄膜2氧化形成ag2o2a。本实施例中ag氧化的方式是等离子体氧化，当然，其他实施方式中亦可为其他氧化方式。

【步骤s5】ag2o化学腐蚀：将等离子体氧化4处理后的晶圆片1放入氨水水溶液中，氨水水溶液浓度为10wt％，此时未被光刻定义图形的ag2o2a与氨水水溶液发生反应溶解去除，光刻定义的ag图形完整保留。

【步骤s6】光刻胶去除：对晶圆1上的光刻胶3用非碱性酸性有机溶剂清洗，本实施例采用的为丙酮，清洗时间15min，可辅助超声波清洗，最后di水清洗，甩干，即得带有图形化ag薄膜的晶圆片。

将晶圆片进行光反射率测试，结果为99％。

实施例2

本实施例提供一种带有图形化ag薄膜晶圆片的制备方法，包括下述步骤：

【步骤s1】提供晶圆片：本实施例中的晶圆片1为4英寸的al2o3衬底晶圆。

【步骤s2】金属ag薄膜制备：本实施例中采用热蒸发的方式，在晶圆片1的表面蒸镀ag薄膜2，镀膜方式按常规方法进行，ag薄膜2厚度为10nm。

【步骤s3】图形化光刻：将沉积有ag薄膜2的晶圆片1的表面旋涂光刻胶3，光刻胶3的厚度为1um，通过光刻定义所设计的图形。本实施例中的光刻胶3为负性光刻胶。

【步骤s4】金属ag氧化：对光刻定义了图形的晶圆片1做等离子体氧化4处理，通o2、n2时间为5min，射频功率100w，辉光放电时间10min。此时未被光刻定义图形的ag薄膜2氧化形成ag2o2a。本实施例中ag氧化的方式是等离子体氧化，当然，其他实施方式中亦可为其他氧化方式。

【步骤s5】ag2o化学腐蚀：将等离子体氧化4处理后的晶圆片1放入氨水水溶液中，氨水水溶液浓度为1wt％，此时未被光刻定义图形的ag2o2a与氨水水溶液发生反应溶解去除，光刻定义的ag图形完整保留。

【步骤s6】光刻胶去除：对晶圆1上的光刻胶3用非碱性酸性有机溶剂清洗，本实施例采用的为乙醇，清洗时间15min，可辅助超声波清洗，最后di水清洗，甩干，即得带有图形化ag薄膜的晶圆片。

将晶圆片进行光反射率测试，结果为99％。

实施例3

本实施例提供一种带有图形化ag薄膜晶圆片的制备方法，包括下述步骤：

【步骤s1】提供晶圆片：本实施例中的晶圆片1为4英寸的sic衬底晶圆。

【步骤s2】金属ag薄膜制备：本实施例中采用热蒸发的方式，在晶圆片1的表面蒸镀ag薄膜2，镀膜方式按常规方法进行，ag薄膜2厚度为50nm。

【步骤s3】图形化光刻：将沉积有ag薄膜2的晶圆片1的表面旋涂光刻胶3，光刻胶3的厚度为2um，通过光刻定义所设计的图形。本实施例中的光刻胶3为正性光刻胶。

【步骤s4】金属ag氧化：对光刻定义了图形的晶圆片1做等离子体氧化4处理，通o2、n2时间为15min，射频功率300w，辉光放电时间15min。此时未被光刻定义图形的ag薄膜2氧化形成ag2o2a。本实施例中ag氧化的方式是等离子体氧化，当然，其他实施方式中亦可为其他氧化方式。

【步骤s5】ag2o化学腐蚀：将等离子体氧化4处理后的晶圆片1放入氨水水溶液中，氨水水溶液浓度为5wt％，此时未被光刻定义图形的ag2o2a与氨水水溶液发生反应溶解去除，光刻定义的ag图形完整保留。

将晶圆片进行光反射率测试，结果为99％。

综上所述，本发明提出的ag薄膜图形化的制备方法，可精准控制ag薄膜图形化的几何尺寸，进而提高芯片电性能或者光反射率，工艺稳定适合批量化生产。

本发明的效果显著：

(1)通过等离子体氧化ag薄膜，使图形外的ag形成ag2o，制造出同一界面具有极高选择比的两种物质。

(2)本发明针对ag2o极易溶于氨水水溶液的特性，在去除ag2o的同时保证了图形化ag薄膜的几何尺寸精准。

(3)本发明用干法等离子体氧化图形外的ag，结合湿法腐蚀工艺去除ag2o的方法，工艺稳定，腐蚀一致性好，适合批量化生产。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种图形化ag薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

制备ag薄膜；

在ag薄膜表面预形成图形化样式的部分涂覆光刻胶；

将ag薄膜未涂覆光刻胶的部分进行氧化处理至该部分转变成ag2o薄膜；

将ag2o薄膜进行腐蚀处理至ag2o薄膜消失；

将剩余带有光刻胶的ag薄膜进行光刻胶去除，即得。

2.根据权利要求1所述的一种图形化ag薄膜的制备方法，其特征在于：所述ag薄膜的厚度为10nm～100nm。

3.根据权利要求1所述的一种图形化ag薄膜的制备方法，其特征在于：所述光刻胶的厚度为1um～5um。

4.根据权利要求1所述的一种图形化ag薄膜的制备方法，其特征在于：所述氧化处理的参数控制为：采用等离子体氧化方式，以o2为氧化剂，n2为保护气，其中通o2和n2的时间为5min～20min，射频功率为100w～500w，辉光放电时间为5min～20min。

5.根据权利要求1所述的一种图形化ag薄膜的制备方法，其特征在于：所述腐蚀处理是将整个ag薄膜浸入氨水水溶液中。

6.根据权利要求5所述的一种图形化ag薄膜的制备方法，其特征在于：所述氨水水溶液的浓度为1wt％～10wt％。

7.根据权利要求1所述的一种图形化ag薄膜的制备方法，其特征在于：所述光刻胶去除的溶剂为丙酮和/或乙醇。

8.一种图形化ag薄膜，其特征在于：是采用上述制备方法获得。

9.一种芯片，其特征在于：所述芯片上设有上述图形化ag薄膜。

技术总结

本发明提供一种图形化Ag薄膜的制备方法，该制备方法包括以下步骤：制备Ag薄膜；在Ag薄膜表面预形成图形化样式的部分涂覆光刻胶；将Ag薄膜未涂覆光刻胶的部分进行氧化处理至该部分转变成Ag2O薄膜；将Ag2O薄膜进行腐蚀处理至Ag2O薄膜消失；将剩余带有光刻胶的Ag薄膜进行光刻胶去除，即得。本发明可精准控制Ag薄膜上图形化部分的样式和尺寸，并且应用在芯片上可以提高芯片的电性能或者光反射率。此外，本发明的制备方法工艺稳定，腐蚀一致性好，适合批量化生产。