一种复合抗电镀掩模的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复合抗电镀掩模的制备方法，采用TiO2与光刻胶复合薄膜作为抗电镀薄膜，使用光刻胶利用溅射、光刻、刻蚀的手段制备复合薄膜，方法简单，不额外添加工艺设备。复合薄膜保留了光刻胶作为抗电镀膜图形分辨率高，线条精度高的优点，同时复合薄膜克服了光刻胶不耐电镀液腐蚀的不利特性。本发明专利技术解决了光刻胶掩膜易在电镀液中溶解、被腐蚀的问题，引入了TiO2薄膜，与光刻胶组成复合抗电镀掩膜，确定了TiO2薄膜以及光刻胶的厚度，确定了制备流程和工艺参数。

A preparation method for composite electroplating masks

The invention provides a preparation method of a composite anti electroplating mask. The composite film is made of TiO2 and photoresist as an anti electroplating film. The composite film is prepared by means of sputtering, photolithography and etching. The method is simple, and no additional process equipment is added. The composite films retain the advantages of high resolution and high accuracy of the resist as the resist coating. Meanwhile, the composite films overcome the unfavorable characteristics of the resist resist the corrosion of the plating solution. The invention solves the problem that the photoresist mask is easy to dissolve and corrode in the plating solution. The TiO2 thin film is introduced, and the composite anti electroplating mask is combined with the photoresist. The thickness of the TiO2 film and the photoresist is determined, and the preparation process and technological parameters are determined.

【技术实现步骤摘要】
一种复合抗电镀掩模的制备方法
本专利技术涉及一种薄膜电路制备工艺。
技术介绍
薄膜电路是采用真空镀膜和电镀等成膜工艺以及紫外光刻、湿法刻蚀和干法刻蚀等图形形成技术，在抛光的基板上制作导体、无源器件和绝缘介质膜相互交叠的多层互连电路结构。与其他类型的电路相比，薄膜电路具有互连密度高和线条精度高，可实现小孔金属化，集成电阻、电容和电感等无源元件，制造高功率电路，整个封装结构具有系统级功能等突出特点，在机载、星载和航天领域中的微波毫米波电路上具有广泛的应用，是一种非常有潜力的微波电路基板技术。通常薄膜电路制作的流程为激光打孔、清洗基板、基板金属化、制作图形(涂胶、曝光和显影)、电镀加厚、去光刻胶和刻蚀。光刻(包括涂胶、曝光、显影)作为薄膜多层电路研制中最重要的工艺步骤之一，是目前唯一可在基底上制作亚微米精度图形的技术。而为了在不规则表面或者有负责结构的基材上实现光刻胶的覆盖，只能选取喷涂的方式。市场上成熟的光刻胶产品粘度大，适用于旋涂，如果需要喷涂，则要对光刻胶进行稀释，稀释后的光刻胶中存在大量溶剂，化学稳定性和物理稳定性较差。用稀释后的光刻胶充当抗电镀膜，在后续电镀过程中耐电镀液腐蚀性差，光刻胶易溶解出现脱胶现象，导致电路图形模糊，制作失败。目前解决该问题的方法有两类，一类是选用耐电镀液的光刻胶，但是耐电镀液的光刻胶在涂覆复杂表面时需采用喷涂方式，光刻胶需要稀释，该类光刻胶经稀释后还是存在耐电镀液腐蚀性差的问题；另一类方式为先刻蚀种子层，将种子层图形化后不带抗电镀膜电镀，但是孤立图形的电镀需要引入工艺线，高密度复杂电路工艺线后期去除不易，另外，不带抗电镀膜电镀，没有抗电镀膜限制，线路在电镀时金属离子会向图形周围扩展，导致图形精度变差，与基板结合力变低。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种复合抗电镀掩模的制备方法，能够获得图形分辨率高、线条精度高、耐电镀液腐蚀性好的复合抗电镀膜，同时不需要增加额外的设备和工艺步骤。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：(1)将清洗干净的Al2O3陶瓷基板置于磁控溅射镀膜腔体内，依次溅射沉积Cr、Cu、TiO2三层薄膜，其中TiO2薄膜厚度为200～300nm；(2)将陶瓷基板置于喷胶机内，喷涂粘度小于0.03Pa·S的正性光刻胶，正性光刻胶厚度控制在5～7μm；(3)将覆有光刻胶的陶瓷基板置于110-120℃环境下烘烤0.5～2min；(4)将陶瓷基板置于光刻机内进行曝光；(5)将曝光后的陶瓷基板置于显影液中进行显影；(6)将显影完成的陶瓷基板置于刻蚀机内，刻蚀掉没有光刻胶覆盖区域的TiO2薄膜。所述的步骤(1)中，Cr薄膜厚度为50-100nm，Cr与Cu渐变过渡层厚度为50-100nm，Cu薄膜厚度400-500nm。所述的步骤(1)中，溅射功率为300W，Ar流量为100sccm。所述的步骤(2)中，正性光刻胶选用安智公司AZ4620，稀释剂选用丁酮和PGMEA。所述的步骤(2)中，陶瓷基板的旋转速率为50转/分。所述的步骤(4)中，曝光剂量为150-200mJ/cm2。所述的步骤(5)中，显影液选用安智公司AZ300MIF，将光刻胶图形化，显影时间为3～5min。所述的步骤(5)中，显影时间以曝光区域完全没有光刻胶残留为准。所述的步骤(6)中，刻蚀功率为150-200W。所述的步骤(6)中，刻蚀时间以曝光区域的TiO2薄膜全部被刻蚀掉，能看到Cu表面为准。本专利技术的有益效果是：采用TiO2与光刻胶复合薄膜作为抗电镀薄膜，使用光刻胶利用溅射、光刻、刻蚀的手段制备复合薄膜，方法简单，不额外添加工艺设备。复合薄膜保留了光刻胶作为抗电镀膜图形分辨率高，线条精度高的优点，同时复合薄膜克服了光刻胶不耐电镀液腐蚀的不利特性。本专利技术解决了光刻胶掩膜易在电镀液中溶解、被腐蚀的问题，引入了TiO2薄膜，与光刻胶组成复合抗电镀掩膜，确定了TiO2薄膜以及光刻胶的厚度，确定了制备流程和工艺参数。附图说明图1是本专利技术的制备流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术提供的一种复合抗电镀掩模的制备方法，包括以下步骤：(1)溅射将清洗干净的Al2O3陶瓷基板置于磁控溅射镀膜腔体内，依次溅射沉积Cr、Cu、TiO2三层薄膜，其中Cr薄膜厚度为50-100nm，Cr与Cu渐变过渡层厚度为50-100nm，Cu薄膜厚度400-500nm，TiO2薄膜厚度为200-300nm。溅射功率为300W，Ar流量为100sccm。(2)喷胶将上一步沉积有金属/氧化物薄膜的陶瓷基板置于喷胶机内，喷涂稀释后的正性光刻胶，正性光刻胶选用安智公司AZ4620，稀释剂选用丁酮和PGMEA，稀释程度以光刻胶粘度小于0.03Pa·S为准，基板旋转速率为50转/分。(3)坚膜将覆有光刻胶的陶瓷基板置于热台上进行烘烤，用于光刻胶固化，烘烤温度110-120℃，烘烤时间0.5-2分钟。(4)曝光将坚膜后的覆有光刻胶的陶瓷基板置于光刻机内，进行曝光，曝光剂量为150-200mJ/cm2。(5)显影将曝光后的覆有光刻胶的陶瓷基板置于显影液中，进行显影，显影液选用安智公司AZ300MIF，将光刻胶图形化，显影时间3-5分钟。(6)刻蚀将显影完成的陶瓷基板置于离子束刻蚀机内，刻蚀掉没有光刻胶覆盖区域的TiO2薄膜，刻蚀功率150-200W。本专利技术的步骤(1)中，TiO2薄膜厚度控制在200-300nm之间。本专利技术的步骤(2)中，光刻胶厚度控制在5-7μm之间。本专利技术的步骤(5)中，显影时间以曝光区域完全没有光刻胶残留为准。本专利技术的步骤(6)中，刻蚀时间以曝光区域的TiO2薄膜全部被刻蚀掉，能看到Cu表面为准。本专利技术的实施例包括以下步骤：(1)溅射将清洗干净的陶瓷基板置于磁控溅射镀膜腔体内，溅射沉积Cr、Cu、TiO2三层薄膜，其中Cr、Cu为电路种子层，Cr与Cu之间采用渐变过渡，TiO2为抗电镀薄膜。溅射功率为300W，Ar流量为100sccm，腔体本底真空度为5×10-4Pa以下。Cr薄膜厚度为50-100nm，Cr与Cu渐变过渡层厚度为50-100nm，Cu薄膜厚度400-500nm，TiO2薄膜厚度为200-300nm。(2)喷胶将沉积有种子层的陶瓷基板置于喷胶机内，喷涂稀释后的正性光刻胶，光刻胶选用安智公司AZ4620，稀释剂为PGMEA以及丁酮，稀释比例为，光刻胶：丁酮：PGMEA＝1:9:1。基板旋转速率为50转/分，喷涂速率0.5-1mm/s，涂胶厚度为5-7μm，涂胶厚度较厚以保证在刻蚀时光刻胶不被全部刻掉。(3)坚膜将覆有光刻胶的陶瓷基板置于热台上进行烘烤，用于光刻胶固化，烘烤温度110-120℃，烘烤时间0.5-2分钟，烘烤温度和时间不宜过大也不宜过小，过大将导致光刻胶变性，光敏性降低；过小将导致有机溶剂大量残留，光刻胶物理特性变差。(4)曝光将坚膜后的覆有光刻胶的陶瓷基板置于光刻机内，进行曝光，曝光剂量为150-200mJ/cm2，剂量以后续显影过程中5分钟以内完全去除残留光刻胶为准，剂量过大将导致过度曝光，线条边缘模糊，精度变差，剂量过小将导致显影无法去除残留光刻胶。(5)显影将曝光后的覆有光刻胶的陶瓷基板置于安智公司AZ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合抗电镀掩模的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)将清洗干净的Al2O3陶瓷基板置于磁控溅射镀膜腔体内，依次溅射沉积Cr、Cu、TiO2三层薄膜，其中TiO2薄膜厚度为200～300nm；(2)将陶瓷基板置于喷胶机内，喷涂粘度小于0.03Pa·S的正性光刻胶，正性光刻胶厚度控制在5～7μm；(3)将覆有光刻胶的陶瓷基板置于110‑120℃环境下烘烤0.5～2min；(4)将陶瓷基板置于光刻机内进行曝光；(5)将曝光后的陶瓷基板置于显影液中进行显影；(6)将显影完成的陶瓷基板置于刻蚀机内，刻蚀掉没有光刻胶覆盖区域的TiO2薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种复合抗电镀掩模的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)将清洗干净的Al2O3陶瓷基板置于磁控溅射镀膜腔体内，依次溅射沉积Cr、Cu、TiO2三层薄膜，其中TiO2薄膜厚度为200～300nm；(2)将陶瓷基板置于喷胶机内，喷涂粘度小于0.03Pa·S的正性光刻胶，正性光刻胶厚度控制在5～7μm；(3)将覆有光刻胶的陶瓷基板置于110-120℃环境下烘烤0.5～2min；(4)将陶瓷基板置于光刻机内进行曝光；(5)将曝光后的陶瓷基板置于显影液中进行显影；(6)将显影完成的陶瓷基板置于刻蚀机内，刻蚀掉没有光刻胶覆盖区域的TiO2薄膜。2.根据权利要求1所述的复合抗电镀掩模的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，Cr薄膜厚度为50-100nm，Cr与Cu渐变过渡层厚度为50-100nm，Cu薄膜厚度400-500nm。3.根据权利要求1所述的复合抗电镀掩模的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，溅射功率为300W，Ar流量为100sccm。4.根据权利要求1所述的复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈帅，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61