通过光刻胶生产三维结构制造技术

本发明专利技术涉及一种用于通过光刻胶生产三维结构，具体地用于产生处于微米到毫米范围内的台阶式结构的方法。寻找一种实现微机械和高性能电子结构的允许台阶式结构的基本上自由成型和高产出量生产的微结构的新的可能性的目的根据本发明专利技术通过以下得以实现：用第一光刻胶涂覆(3)铜包覆的衬底(1)至少一次，以产生限定高度的至少一个结构台阶，并且用第二光刻胶涂覆(3)所述第一光刻胶至少一次，以产生限定高度的至少一个另外的结构台阶，其中所述第一光刻胶和所述第二光刻胶具有不同光敏性和透射特性，通过用不同波长和辐射剂量进行曝光(4)并且在显影(5)之后，所述不同光敏性和透射特性使至少所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的结构形成性区域(35；36)得以产生。所述结构形成性区域(35；36)彼此至少部分地重叠并且形成台阶式三维结构。台阶式三维结构。台阶式三维结构。

【技术实现步骤摘要】
通过光刻胶生产三维结构


[0001]本专利技术涉及一种用于通过光刻胶生产三维结构，具体地用于由光刻胶产生台阶式结构或用于通过处于微米到毫米范围内的台阶式结构模制模制体的方法。本专利技术的使用领域具体地是电子工业、印刷电路板封装和芯片封装、半导体工业和微技术，特别是用于生产微机械结构的微技术。

技术介绍

[0002]现有技术中使用光刻胶来光刻图案化，以便产生微电子学和微系统技术中处于微米和亚微米范围内的结构。所述程序经常通过将光刻胶层施涂到衬底或已经存在的电路结构层，并且随后将它曝光于具有负性抗蚀剂且将被保留为结构表面的区域，或者将它曝光于具有正性抗蚀剂且将被烧蚀的区域来执行。光刻胶结构的后续显影过程中的非抗蚀区域作为未固化层组件被移除，并且随后可以用电子导体结构和半导体结构填充或者由栅极结构局部占据。
[0003]这种程序由V.Papageorgiou等人在技术论文“在InP衬底上共同制造平面耿氏二极管和HEMT(Cofabrication of Planar Gunn Diode and HEMT on InP Substrate)”(《IEEE电子装置汇刊(IEEE Transactions on Electron Devices)》,第61卷,第8[2014]2779
‑
82784期)中进行了描述。在此上下文中宽度为1.5μm到2μm的耿氏二极管或HEMT(高电子迁移率晶体管)结构所需的源极与漏极之间的栅极间隙通过烧蚀的光刻胶结构产生。因为源极层和漏极层的厚度小，所以仅需要厚度为约0.1μm的光刻胶层。用于二极管结构的光刻胶需要由不同百分比的PMMA(聚[甲基丙烯酸甲酯])组分引起的不同的光刻胶敏感性，以便达到不同烧蚀深度。关于生产其中层厚度为结构宽度的数量级或以上的结构的可能性，上述引用的技术论文中并未公开对在投入其所需的能量和时间下的可行的更大烧蚀深度的建议或见解。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是寻找一种实现微机械和高性能电子结构的微结构的新的可能性，所述微结构允许台阶式，特别是悬伸的结构基本上自由成型，并且允许用于形成金属微结构和导电迹线的复杂形状灵活、高产出量生产。
[0005]根据本专利技术，上述目的在一种用于通过光刻胶生产三维结构的方法中得以实现，所述方法具有以下步骤：
[0006]‑
提供金属包覆的衬底(1)以改善针对随后的金属沉积和结构(6；71)与所述衬底(1)的分离的表面粘附力或适应性；
[0007]‑
用第一光刻胶涂覆(3)铜包覆的衬底(1)至少一次，以产生限定高度的至少一个结构台阶，并且用第二光刻胶涂覆(3)所述第一光刻胶至少一次，以产生限定高度的至少一个另外的结构台阶，其中所述第一光刻胶和所述第二光刻胶针对图案化具有不同光敏性和透射特性；
[0008]‑
在所述第一光刻胶的至少一个结构形成性区域(35)中，用具有第一波长范围和第一辐射剂量的曝光辐射(41)使所述第一光刻胶曝光(4)；
[0009]‑
在所述第二光刻胶的至少一个结构形成性区域(36)中，用具有第二波长范围和第二辐射剂量的曝光辐射(42)使至少所述第二光刻胶曝光，其中至少所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的所述结构形成性区域(35；36)彼此至少部分地重叠；
[0010]‑
通过使至少所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的涂层(31；32；33；34)的非结构形成性曝光区域显影来使至少一个多层光刻胶结构(6)从至少所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的重叠的结构形成性区域(35；36；37)显影(5)。
[0011]有利地，所述用所述第二光刻胶涂覆所述第一光刻胶在所述第一光刻胶的所述第一结构产生性曝光和所述第二光刻胶的所述结构产生性曝光之前执行。
[0012]可替代地，所述用所述第二光刻胶涂覆所述第一光刻胶仅在所述第一光刻胶的所述结构产生性曝光之后执行，并且所述第二光刻胶的所述结构产生性曝光在用所述第二光刻胶进行涂覆之后执行。
[0013]在进一步有利的变型中，用第三光刻胶涂覆所述第二光刻胶仅在所述第二光刻胶的所述结构产生性曝光之后执行，并且用第四光刻胶或任何另外的光刻胶进行涂覆在所述第三光刻胶或任何另外的先前施涂的光刻胶的结构产生性曝光之后发生。
[0014]在所述方法的优选执行中，至少所述第一光刻胶或所述第二光刻胶或具有多于一个光刻胶层的另外的光刻胶彼此堆叠施涂，以便产生所述光刻胶结构的期望限定高度的结构台阶。
[0015]进一步地，可取的是，所述第一光刻胶和所述第二光刻胶在每种情况下被选择为具有不同的敏感性，使得所述第一光刻胶和所述第二光刻胶可以通过另一相应光刻胶不反应的不同曝光辐射进行固化。
[0016]优选变型在于，所述第一光刻胶对相对于所述第二光刻胶的有效波长和曝光剂量的具有较高曝光剂量的较长波长曝光辐射敏感并且对所述第二光刻胶反应的具有较低曝光剂量的较短波长曝光辐射不敏感，并且所述第二光刻胶相对于所述第一光刻胶的所述较长波曝光辐射和较高曝光剂量透明且不敏感并且对相对于所述第一光刻胶的有效波长和曝光剂量的具有较短波长的曝光辐射敏感。
[0017]所述第一光刻胶和所述第二光刻胶在介于375nm与436nm之间的波长范围内的所述不同敏感性适宜地相差多于20nm，优选地多于30nm，并且在适用剂量方面相差介于10mJ/cm2与2200mJ/cm2之间的范围，优选地相差大于4倍。
[0018]第三光刻胶或另外的光刻胶被有利地选择为具有以下的敏感性，所述敏感性使得所述敏感性在介于248nm与436nm之间的波长范围内，在波长方面与所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的波长相差多于20nm，优选地多于30nm，并且在介于10mJ/cm2与2200mJ/cm2之间的范围内，在适用剂量方面与所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的所施加曝光剂量优选地相差大于4倍。
[0019]已经证明有利的是，在所述使至少所述第一光刻胶和所述第二光刻胶显影期间，至少所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的重叠的结构形成性区域的三维光刻胶结构保留在所述衬底上并且在相邻光刻胶结构之间形成光刻胶间隙，所述光刻胶间隙能用作空腔以便用可模制材料进行填充。
[0020]在此方面，可以将金属或金属合金沉积到相邻或周围光刻胶结构之间的所述光刻胶间隙中。
[0021]来自包含以下的组的金属中的至少一种金属或其合金适宜地用作所述空腔的填充材料：铜、镍、钛、铬、铝、钯、锡、银和金。
[0022]所述光刻胶结构优选地以由间隙间隔开的细长层堆叠或由间隙包围的层堆叠的形式产生，以便在所述间隙中模制不同的模制体。
[0023]在通过至少所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的显影而在所述光刻胶结构之间产生的所述间隙中进行的金属沉积之后，可以通过抗蚀剂显影剂适宜地执行所述光刻胶结构的去除，其中成型的金属模制体保留在所述金属包覆的衬底的金属层上。
[0024]可以至少在通过所述金属沉积形成的所述金属结构之间的中间空间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于通过光刻胶生产三维结构的方法，所述方法具有以下步骤：
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提供金属包覆的衬底(1)以改善针对随后的金属沉积和结构(6；71)与所述衬底(1)的分离的表面粘附力或适应性；
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用第一光刻胶涂覆(3)铜包覆的衬底(1)至少一次，以产生限定高度的至少一个结构台阶，并且用第二光刻胶涂覆(3)所述第一光刻胶至少一次，以产生限定高度的至少一个另外的结构台阶，其中所述第一光刻胶和所述第二光刻胶针对图案化具有不同光敏性和透射特性；
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在所述第一光刻胶的至少一个结构形成性区域(35)中，用具有第一波长范围和第一辐射剂量的曝光辐射(41)使所述第一光刻胶曝光(4)；
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在所述第二光刻胶的至少一个结构形成性区域(36)中，用具有第二波长范围和第二辐射剂量的曝光辐射(42)使至少所述第二光刻胶曝光，其中至少所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的所述结构形成性区域(35；36)彼此至少部分地重叠；
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通过使至少所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的涂层(31；32；33；34)的非结构形成性曝光区域显影来使至少一个多层光刻胶结构(6)从至少所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的重叠的结构形成性区域(35；36；37)显影(5)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述用所述第二光刻胶涂覆(3)所述第一光刻胶在所述第一光刻胶的所述第一结构产生性曝光(4)和所述第二光刻胶的所述结构产生性曝光(4)之前执行。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述用所述第二光刻胶涂覆(3)所述第一光刻胶仅在所述第一光刻胶的所述结构产生性曝光(4)之后执行，并且所述第二光刻胶的所述结构产生性曝光(4)在用所述第二光刻胶进行涂覆(3)之后执行。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中用第三光刻胶涂覆(3)所述第二光刻胶仅在所述第二光刻胶的所述结构产生性曝光(4)之后执行，并且用第四光刻胶或任何另外的光刻胶进行涂覆(3)在所述第三光刻胶或任何另外的先前施涂的光刻胶的结构产生性曝光(4)之后发生。5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中至少所述第一光刻胶或所述第二光刻胶或具有多于一个光刻胶层(31；32；33；34)的另外的光刻胶彼此堆叠施涂，以便产生所述光刻胶结构(6)的期望限定高度的结构台阶。6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中所述第一光刻胶和所述第二光刻胶在每种情况下被选择为具有不同的敏感性，使得所述第一光刻胶和所述第二光刻胶能通过另一相应光刻胶不反应的不同曝光辐射(41；42)进行固化。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一光刻胶对相对于所述第二光刻胶的有效波长和曝光剂量的具有较高曝光剂量的较长波长曝光辐射(41)敏感并且对所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹斯，
申请(专利权)人：激光影像系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：