CN111886197B - 膜层的构图方法、微流控器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种膜层的构图方法,包括:提供具有第一表面(11)的膜层(1);在膜层(1)的第一表面(11)上形成n个刻蚀阻挡层(21,22),n为大于等于2的整数;以及利用n个刻蚀阻挡层(21,22)作为掩模对膜层(1)进行n次刻蚀而在第一表面(11)上形成凹陷结构,凹陷结构包括n种深度(h1,h2)不同的底面(1001,102),所述深度(h1,h2)是在垂直于膜层(1)的方向上从不同底面(1001,102)到第一表面(11)的距离,n次刻蚀中的相邻两次刻蚀包括在前刻蚀和在后刻蚀,在完成在前刻蚀之后,去除n个刻蚀阻挡层(21,22)的一部分以形成在后刻蚀的掩模,其中n个刻蚀阻挡层(21,22)的被去除的部分的材料与在后刻蚀的掩模的材料至少部分不同。该膜层构图方法在满足精度要求的同时,制作工艺简单,生产效率较高。
Description
技术领域
本公开至少一实施例涉及一种膜层的构图方法、微流控器件及其制作方法。
背景技术
目前,膜层的刻蚀方法主要有干法刻蚀和湿法刻蚀。干法刻蚀和湿法刻蚀均需要配合掩模实现。干法刻蚀的刻蚀速率极慢,生产效率低且成本高;湿法刻蚀的刻蚀速率明显高于干法刻蚀的刻蚀速率,能够在膜层上制得尺寸为百微米级(例如大约100μm)的图案。然而,通常的膜层制作方法能够在一些特定材料制成的膜层上形成简单的流道、凹槽等结构,对于在某些材料例如玻璃制成的膜层或基板上形成一些复杂的结构,例如微流控器件中的高精度结构,通常的制作方法不能满足生产效率或制作精度的要求。通常,这些高精度的、复杂的结构利用对高分子材料的注塑成型工艺形成,而该工艺对于批量生产而言产能较低,且随着模具损伤导致成型产品的尺寸会发生变化,从而在模具成本和产品性能的稳定性上都具有不足之处。因此,对于制作这些高精度的、复杂的结构,在满足精度要求的同时,简化生产工艺对提高生产效率具有重要意义。
发明内容
本公开至少一实施例提供一种膜层的构图方法,该方法包括:提供膜层,包括第一表面;在所述膜层的第一表面上形成n个刻蚀阻挡层,其中,n为大于等于2的整数;以及利用所述n个刻蚀阻挡层作为掩模对所述膜层进行n次刻蚀而在所述第一表面上形成凹陷结构,所述凹陷结构包括n种深度不同的底面,所述深度是在垂直于所述膜层的方向上所述底面到所述第一表面的距离,所述n次刻蚀中的相邻两次刻蚀包括在前刻蚀和在后刻蚀,在完成所述在前刻蚀之后,去除所述n个刻蚀阻挡层的一部分以形成所述在后刻蚀的掩模;在完成所述在前刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分的材料与所述在后刻蚀的掩模的材料至少部分不同。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述n个刻蚀阻挡层在垂直于所述膜层的第一方向上堆叠设置。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述n个刻蚀阻挡层包括相邻的两个刻蚀阻挡层,所述相邻的两个刻蚀阻挡层堆叠设置且包括靠近所述膜层的刻蚀阻挡层和远离所述膜层的刻蚀阻挡层,所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层的一部分在所述膜层上的正投影与所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影重叠,所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层的另一部分在所述膜层上的正投影与所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影不重叠;在完成所述在前刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分为所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层覆盖所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的远离所述膜层的上表面以及所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的侧表面,所述侧表面与所述上表面相交。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述n个刻蚀阻挡层包括相邻的两个刻蚀阻挡层,所述相邻的两个刻蚀阻挡层堆叠设置且包括靠近所述膜层的刻蚀阻挡层和远离所述膜层的刻蚀阻挡层,所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的一部分在所述膜层上的正投影与所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影重叠,所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的另一部分在所述膜层上的正投影与所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影不重叠;在完成所述在前刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分为所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的所述另一部分。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述n个刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影彼此不重叠;所述n个刻蚀阻挡层包括在前的刻蚀阻挡层和在后的刻蚀阻挡层;所述在前的刻蚀阻挡层为在完成所述在前刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分;所述在后的刻蚀阻挡层为在完成所述在后刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的部分,所述在前的刻蚀阻挡层的材料与所述在后的刻蚀阻挡层的材料不同。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述n个刻蚀阻挡层的所述相邻的两个刻蚀阻挡层的材料彼此不相同。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述n个刻蚀阻挡层的材料均不相同。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,在所述在后刻蚀过程中,对在所述在后刻蚀之前所形成的所述底面继续进行刻蚀。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述凹陷结构在沿垂直于膜层的第一方向上的截面形状包括阶梯状。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,在所述n次刻蚀中,用湿法刻蚀对所述膜层进行刻蚀。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述n个刻蚀阻挡层中的每个刻蚀阻挡层的材料包括金属或金属氧化物。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,在完成所述在前刻蚀之后,采用湿法刻蚀去除所述n个刻蚀阻挡层的所述部分。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述形成n个刻蚀阻挡层包括:在所述膜层上形成覆盖所述膜层的第一刻蚀阻挡材料层,对所述第一阻挡材料层进行第一次构图工艺形成第一刻蚀阻挡层;……;在第n-1刻蚀阻挡层的远离所述膜层的一侧形成覆盖所述第n-1刻蚀阻挡层的第n刻蚀阻挡材料层,对所述第n刻蚀阻挡材料层进行第n次构图工艺以形成第n刻蚀阻挡层。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,形成所述n个刻蚀阻挡层中的每个刻蚀阻挡层包括:形成刻蚀阻挡材料层;在所述刻蚀阻挡材料层上形成光刻胶层;利用所述光刻胶层对所述刻蚀阻挡材料层进行光刻工艺以形成所述刻蚀阻挡层;以及去除所述光刻胶层。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述方法还包括:在对所述膜层进行所述n次刻蚀之前,形成覆盖所述膜层的第二表面的防刻蚀膜,第二表面与第一表面相对。
例如,本公开至少一实施例提供的膜层的构图方法中,所述膜层为玻璃基板。
本公开至少一实施例还提供一种微流控器件的制作方法,该方法包括采用本公开实施例提供的任意一种膜层的构图方法形成膜层。
例如,本公开至少一实施例提供的微流控器件的制作方法还包括:还包括:提供第一膜层,其中,所述第一膜层包括第一表面;采用权利要求1-17任一所述的膜层的构图方法在所述第一膜层的第一表面上形成凹陷结构,所述凹陷结构包括具有第一深度的第一底面和具有第二深度的第二底面,所述第二深度小于所述第一深度;提供第二膜层,所述第二膜层包括突起;以及将所述第一膜层与所述第二膜层相对结合,以使得所述突起与所述第一膜层的第一底面贴合,从而在所述第一膜层的第二底面与所述第二膜层之间形成腔体。
本公开至少一实施例还提供一种采用本公开实施例提供的任意一种微流控器件的制作方法制得的微流控器件,该微流控器件包括采用本公开实施例提供的任意一种膜层的构图方法形成的膜层。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例,而非对本发明的限制。
图1A-1M为本公开一实施例提供的一种膜层的构图方法示意图;
图2A-2I为本公开一实施例提供的另一种膜层的构图方法示意图;
图3A-3I为本公开一实施例提供的又一种膜层的构图方法示意图;
图4A-4J为本公开一实施例提供的又一种膜层的构图方法示意图;
图5A-5I为本公开一实施例提供的又一种膜层的构图方法示意图;
图6A-6I为本公开一实施例提供的又一种膜层的构图方法示意图;
图7A-7F是本公开提供的一种微流控器件的制作方法的示意图;
图8A-8G是本公开提供的另一种微流控器件的制作方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
本公开所使用的附图并不是严格按实际比例绘制,各个结构的具体尺寸和数量可根据实际需要进行确定。
需要说明的是,本申请中,所述相邻的两个刻蚀阻挡层指该两个刻蚀阻挡层在位置上是相邻的。在至少一实施例中,相邻的两个刻蚀阻挡层可以是相互接触的;在至少一实施例中,相邻的两个刻蚀阻挡层也可以是彼此间隔开的。
本公开至少一实施例提供一种膜层的构图方法,该方法包括:提供膜层,包括第一表面;在所述膜层的第一表面上形成n个刻蚀阻挡层,其中,n为大于等于2的整数;以及利用所述n个刻蚀阻挡层作为掩模对所述膜层进行n次刻蚀而在所述第一表面上形成凹陷结构,所述凹陷结构包括n种深度不同的底面,所述深度是在垂直于所述膜层的方向上所述底面到所述第一表面的距离,所述n次刻蚀中的相邻两次刻蚀包括在前刻蚀和在后刻蚀,在完成所述在前刻蚀之后,去除所述n个刻蚀阻挡层的一部分以形成所述在后刻蚀的掩模;在完成所述在前刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分的材料与所述在后刻蚀的掩模的材料至少部分不同。对于制作高精度的、复杂的结构,本公开实施例提供的膜层的构图方法在满足精度要求的同时,膜层的制作工艺简单,具有较高的生产效率。并且,该方法适用的膜层的材料广泛。
例如,在完成在前刻蚀之后,采用湿法刻蚀去除n个刻蚀阻挡层的所述部分。例如,在采用湿法刻蚀去除n个刻蚀阻挡层的所述部分的过程中,完成所述在前刻蚀之后被去除的所述部分的材料的刻蚀选择性与所述在后刻蚀的掩模的与刻蚀液接触的部分的材料的刻蚀选择性不同。例如,完成所述在前刻蚀之后被去除的所述部分的材料与所述在后刻蚀的掩模的与刻蚀液接触的部分的材料的刻蚀选择比大于等于100。以保证在完成所述在前刻蚀后,用湿法刻蚀去除n个刻蚀阻挡层的所述部分的过程中,所述在后刻蚀的掩模的与刻蚀液接触的部分几乎不会与用于溶解被去除的所述部分的刻蚀液反应。
例如,在采用湿法刻蚀去除n个刻蚀阻挡层的所述部分的过程中,所述n个刻蚀阻挡层的相邻的两个刻蚀阻挡层的材料彼此不相同,以使得该相邻的两个刻蚀阻挡层的材料在该过程中所用的刻蚀液中的刻蚀选择性不相同,例如,例如该相邻的两个刻蚀阻挡层中的远离所述膜层的刻蚀阻挡层的材料与靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的材料在该过程中所用的刻蚀液中的刻蚀选择比大于等于100。
例如,所述n个刻蚀阻挡层包括相邻的两个刻蚀阻挡层,所述相邻的两个刻蚀阻挡层堆叠设置且包括靠近所述膜层的刻蚀阻挡层和远离所述膜层的刻蚀阻挡层,所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层的一部分在所述膜层上的正投影与所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影重叠,所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层的另一部分在所述膜层上的正投影与所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影不重叠;在完成所述在前刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分为所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层。
示范性地,图1A-1K为本公开一实施例提供的一种膜层的构图方法示意图。例如,本公开一实施例提供的一种膜层的构图方法包括如图1A-1K所示的步骤。
如图1A所示,该方法包括:提供膜层1,膜层1包括第一表面11。例如,膜层1是无机膜层,膜层1的材料为无机材料,例如,该无机材料包括二氧化硅,例如玻璃、石英等。例如,膜层1是有机膜层,膜层1的材料为有机材料,例如,该有机材料为树脂材料,例如聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)等。例如,膜层1为给其他结构提供支撑的衬底基板,例如玻璃基板、石英基板等。需要说的是,本公开实施例中的膜层可以是任意一种需要被构图的膜层。
该方法还包括:在膜层1的第一表面11上形成n个刻蚀阻挡层,n为大于等于2的整数。例如,所述形成n个刻蚀阻挡层包括:在膜层1上形成覆盖膜层1的第一刻蚀阻挡材料层,对第一阻挡材料层进行第一次构图工艺形成第一刻蚀阻挡层;……;在第n-1刻蚀阻挡层的远离膜层1的一侧形成覆盖第n-1刻蚀阻挡层的第n刻蚀阻挡材料层,对第n刻蚀阻挡材料层进行第n次构图工艺以形成第n刻蚀阻挡层。例如,形成所述n个刻蚀阻挡层中的每个刻蚀阻挡层包括:形成刻蚀阻挡材料层;在所述刻蚀阻挡材料层上形成光刻胶层;利用所述光刻胶层对所述刻蚀阻挡材料层进行光刻工艺以形成所述刻蚀阻挡层;以及去除所述光刻胶层。图1A-1M所示的实施例以n=2为例进行说明。
例如,如图1B所示,形成第一刻蚀阻挡材料层210。例如,第一刻蚀阻挡材料层210的材料包括金属或金属氧化物,例如钼、钛、铬或氧化铟锡(ITO),例如可以采用溅射法形成第一刻蚀阻挡材料层210。
如图1C所示,在第一刻蚀阻挡材料层210上形成第一光刻胶层41,例如采用涂覆的方法形成第一光刻胶层41。
如图1D所示,利用第一光刻胶层41对刻蚀阻挡材料层210进行光刻工艺以形成第一刻蚀阻挡层21。对光刻胶层41进行曝光工艺以形成图案化的光刻胶,以该图案化的光刻胶为掩模对刻蚀阻挡材料层进行刻蚀以形成刻蚀阻挡层。即对第一阻挡材料层210进行第一次构图工艺形成第一刻蚀阻挡层21。第一刻蚀阻挡层21暴露部分膜层1。
如图1E所示,去除第一光刻胶层41。例如,将第一光刻胶层41剥离。
如图1F所示,在第一刻蚀阻挡层21的远离膜层1的一侧形成覆盖第一刻蚀阻挡层21的第二刻蚀阻挡材料层220。例如,第二刻蚀阻挡材料层220的材料包括金属或金属氧化物,例如钼、钛、铬或氧化铟锡(ITO),例如可以采用溅射法形成第二刻蚀阻挡材料层220。
如图1G所示,在第二刻蚀阻挡材料层220上形成第二光刻胶层42,例如采用涂覆的方法形成第二光刻胶层42。
如图1H所示,利用第二光刻胶层42对第二刻蚀阻挡材料层220进行光刻工艺以形成第二刻蚀阻挡层22,即对第二刻蚀阻挡材料层220进行第二次构图工艺以形成第二刻蚀阻挡层22。
如图1I所示,去除第二光刻胶层42。例如,将第二光刻胶层42剥离。
在本实施例中,第一刻蚀阻挡层21与第二刻蚀阻挡层22在垂直于膜层1的第一方向上堆叠设置。例如,堆叠设置的第一刻蚀阻挡层21与第二刻蚀阻挡层22是相邻的两个刻蚀阻挡层,该相邻的两个刻蚀阻挡层包括靠近膜层1的刻蚀阻挡层(即第一刻蚀阻挡层21)和远离膜层1的刻蚀阻挡层(即第二刻蚀阻挡层22)。远离膜层1的刻蚀阻挡层的一部分221在膜层1上的正投影与靠近膜层1的刻蚀阻挡层21在在膜层1上的正投影重叠,远离膜层1的刻蚀阻挡层的另一部分222在膜层1上的正投影与靠近膜层1的刻蚀阻挡21层在膜层1上的正投影不重叠。
如图1J所示,在对膜层1进行刻蚀之前,形成覆盖膜层1的第二表面12的防刻蚀膜5,第二表面12与第一表面11相对。如此,可以保护膜层1的无需被刻蚀的第二表面12,防止第二表面12在后续的刻蚀过程中被刻蚀。
例如,该方法还包括:利用所述n个刻蚀阻挡层作为掩模对所述膜层进行n次刻蚀而在所述第一表面上形成凹陷结构,所述凹陷结构包括n种深度不同的底面,所述深度是在垂直于所述膜层的方向上所述底面到所述第一表面的距离,所述n次刻蚀中的相邻两次刻蚀包括在前刻蚀和在后刻蚀,在完成所述在前刻蚀之后,去除所述n个刻蚀阻挡层的一部分以形成所述在后刻蚀的掩模;在完成所述在前刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分的材料与所述在后刻蚀的掩模的材料至少部分不同。具体地,在图1A-1K中,所述方法包括:利用两个刻蚀阻挡层作为掩模对所述膜层进行两次刻蚀而在所述第一表面上形成凹陷结构,相邻两次刻蚀包括在前刻蚀和在后刻蚀,在完成所述在前刻蚀之后,去除所述两个刻蚀阻挡层的一部分以形成所述在后刻蚀的掩模;在完成所述在前刻蚀之后所述两个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分的材料与所述在后刻蚀的掩模的材料至少部分不同。
示范性地,如图1K所示,利用第一刻蚀阻挡层21和第二刻蚀阻挡层22构成的整体为掩膜,对膜层1进行第一次刻蚀而在第一表面11上形成初始凹陷结构,该初始凹陷结构包括具有初始深度h0的初始底面101。需要说明的是,本公开实施例中的底面的深度是指在垂直于膜层1的方向上该底面到第一表面11的距离。
在本实施例中,第一次刻蚀为所述在前刻蚀,第二次刻蚀为所述在后刻蚀。如图1L所示,在完成所述第一次刻蚀之后,去除所述远离膜层1的刻蚀阻挡层即第二刻蚀阻挡层22,以形成第二次刻蚀的掩模,该第二次刻蚀的掩模为第一刻蚀阻挡层21。即,在完成所述在前刻蚀之后,所述n个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分为所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层。
在本实施例中,第一刻蚀阻挡层的材料与第二刻蚀阻挡层的材料不同,因此,在完成第一次刻蚀之后所述两个刻蚀阻挡层的被去除的部分(第二刻蚀阻挡层22)的材料与所述在后刻蚀的掩模21的材料不同。
如图1M所示,以第一刻蚀阻挡层21为掩模对膜层1进行第二次刻蚀而在第一表面11上形成凹陷结构,该凹陷结构包括具有第一深度h1的第一底面102和具有第二深度h2的第二底面1001。在第二次刻蚀中,在第一次刻蚀中所形成的初始底面101的深度增大,即在所述在后刻蚀过程中,在所述在后刻蚀之前所形成的所述底面的深度增大,从而h1大于h2。
后续去除第一刻蚀阻挡层21和保护层5。例如,在其他实施例中,保护层5与被构图的膜层1之间也可以存在其他的层。
例如,所述凹陷结构在沿垂直于膜层的第一方向上的截面形状包括阶梯状。例如,在本实施例中,该截面形状为对称的,截面的两侧分别具有阶梯状结构。以满足特定的结构形状的要求。
例如,在第一次刻蚀和第二次刻蚀中,均采用湿法刻蚀对膜层1进行刻蚀。将膜层1放入刻蚀液中浸泡,通过控制浸泡时间来控制刻蚀所得到的各个底面的深度。
例如,膜层1的材料包括二氧化硅。例如膜层1的材料为玻璃。例如,膜层1为玻璃基板。通常,对该种材料的膜层进行刻蚀时,刻蚀的时间较长,例如刻蚀百微米级(例如100~500μm)的深度通常要在刻蚀液中浸泡十几分钟到一个小时左右。本公开实施例提供的构图方法中,由金属或金属氧化物制成的刻蚀阻挡层不容易脱落和穿孔,能够满足该刻蚀的要求。当然,膜层的材料也可以是其他材料,例如有机材料和其他无机材料等,具体请参考之前的描述,在此不再赘述。
例如,在本实施例中,在完成第一次刻蚀之后,采用湿法刻蚀去除第二刻蚀阻挡层22。例如,相邻的两个刻蚀阻挡层的材料彼此不相同,即第一刻蚀阻挡层21的材料与第二刻蚀阻挡层22的材料不相同,以使得在采用湿法刻蚀去除第二刻蚀阻挡层22过程中所用的刻蚀液中,第二刻蚀阻挡层22的材料的刻蚀性与第一刻蚀阻挡层21的材料的刻蚀性不相同,例如第二刻蚀阻挡层22的材料与第一刻蚀阻挡层21的材料的刻蚀选择比大于等于100。从而,在完成第一次刻蚀后,用湿法刻蚀去除第二刻蚀阻挡层的过程中,第一刻蚀阻挡层21不会与用于溶解第二刻蚀阻挡层22的刻蚀液反应,从而实现去除第二刻蚀阻挡层22而保留第一刻蚀阻挡层21以作为第二次刻蚀的掩模。
如之前的描述,第一刻蚀阻挡层21的材料和第二刻蚀阻挡层22的材料均可以包括金属或金属氧化物,例如钼、钛、铬、氧化铟锡(ITO)等。例如,第一刻蚀阻挡层21的材料为氧化铟锡(ITO),第二刻蚀阻挡层22的材料为钼。与所述两个刻蚀阻挡层为其他材料例如光刻胶材料的情形相比,在刻蚀阻挡层的材料为金属或金属氧化物的情况下,在湿刻过程中,第一刻蚀阻挡层21与第二刻蚀阻挡层22不容易脱落,并且,第一刻蚀阻挡层21与膜层1的结合较紧密,刻蚀精度较高。当然,第一刻蚀阻挡层21的材料和第二刻蚀阻挡层22的材料不限于上述列举种类。
例如,图1A-1M所示的实施例以在第一表面11上形成一个所述凹陷结构为例,在本公开的其他实施例中,可以根据需要形成多个所述凹陷结构。例如,图2A-2I为本公开一实施例提供的另一种膜层的构图方法示意图。该实施例与图1A-1M所示的实施例具有以下区别。在完成如图1A-1C所示的步骤之后,对第一刻蚀阻挡材料层进行光刻而形成第一刻蚀阻挡层21和暴露膜层1的多个开口。然后执行图2B-2I所示的步骤,该步骤分别与图1F-1M所示的步骤相同。最终同时形成如图2I所示的多个所述凹陷结构。该实施例的其他特征及技术效果与图1A-1M所示的实施例的相同,请参考之前的描述。
图3A-3I为本公开一实施例提供的又一种膜层的构图方法示意图。该实施例与图1A-1M所示的实施例具有以下区别。在完成如图1A-1C所示的步骤之后,对第一刻蚀阻挡材料层进行光刻而形成第一刻蚀阻挡层21和暴露膜层1的开口,该开口位于膜层1的边缘。从而,接着执行图3B-3I所示的步骤之后,得到如图3I所示的凹陷结构,该凹陷结构在第一方向上的截面中,只有一侧具有所述阶梯状,以满足对特定形状的凹陷结构的要求。图3B-3I所示的步骤分别与图1F-1M所示的步骤相同。该实施例的其他特征及技术效果与图1A-1M所示的实施例的相同,请参考之前的描述。
图4A-4J为本公开一实施例提供的又一种膜层的构图方法示意图。在本实施例中,以n=3为例对膜层的构图方法进行说明。该实施例与图1A-1M所示的实施例具有以下区别。在完成如图1A-1I所示的步骤之后,执行图4A-4J所示的步骤。
如图4A所示,在第一刻蚀阻挡层21的远离膜层1的一侧形成覆盖第二刻蚀阻挡层22的第三刻蚀阻挡材料层230。例如,采用溅射法形成第三刻蚀阻挡材料层220。
如图4B所示,在第三刻蚀阻挡材料层230上形成第三光刻胶层43,例如采用涂覆的方法形成第三光刻胶层43。
如图4C所示,利用第三光刻胶层43对第三刻蚀阻挡材料层230进行光刻工艺以形成第三刻蚀阻挡层23,即对第三刻蚀阻挡材料层230进行第三次构图工艺以形成第三刻蚀阻挡层23。
如图4D所示,去除第三光刻胶层43。例如,将第三光刻胶层43剥离。
例如,在本实施例中,在膜层1上形成了三个刻蚀阻挡层,即第一刻蚀阻挡层21、第二刻蚀阻挡层22与第三刻蚀阻挡层23,该三个刻蚀阻挡层在垂直于膜层1的第一方向上堆叠设置。例如,第一刻蚀阻挡层21与第二刻蚀阻挡层22是相邻的两个刻蚀阻挡层,该相邻的两个刻蚀阻挡层包括靠近膜层1的刻蚀阻挡层21和远离膜层1的刻蚀阻挡层22。远离膜层1的刻蚀阻挡层22的一部分221在膜层1上的正投影与靠近膜层1的刻蚀阻挡层21在膜层1上的正投影重叠,远离膜层1的刻蚀阻挡层22的另一部分222在膜层1上的正投影与靠近膜层1的刻蚀阻挡21层在膜层1上的正投影不重叠。第二刻蚀阻挡层22与第三刻蚀阻挡层23是相邻的两个刻蚀阻挡层,该相邻的两个刻蚀阻挡层包括靠近膜层1的刻蚀阻挡层22和远离膜层1的刻蚀阻挡层23。远离膜层1的刻蚀阻挡层23的一部分231在膜层1上的正投影与靠近膜层1的刻蚀阻挡层22在膜层1上的正投影重叠,远离膜层1的刻蚀阻挡层23的另一部分232在膜层1上的正投影与靠近膜层1的刻蚀阻挡21层在膜层1上的正投影不重叠。
如图4E所示,在对膜层1进行刻蚀之前,形成覆盖膜层1的第二表面12的防刻蚀膜5,第二表面12与第一表面11相对。如此,可以保护膜层1的无需被刻蚀的第二表面12,防止第二表面12在后续的刻蚀过程中被刻蚀。
例如,该方法还包括:利用所述n个刻蚀阻挡层作为掩模对所述膜层进行n次刻蚀而在所述第一表面上形成凹陷结构,所述凹陷结构包括n种深度不同的底面,所述深度是在垂直于所述膜层的方向上所述底面到所述第一表面的距离,所述n次刻蚀中的相邻两次刻蚀包括在前刻蚀和在后刻蚀,在完成所述在前刻蚀之后,去除所述n个刻蚀阻挡层的一部分以形成所述在后刻蚀的掩模;在完成所述在前刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分的材料与所述在后刻蚀的掩模的材料至少部分不同。具体地,在图4A-4J中,所述方法包括:利用所述三个刻蚀阻挡层作为掩模对所述膜层进行三次刻蚀而在所述第一表面上形成凹陷结构,所述凹陷结构包括三种深度不同的底面,相邻两次刻蚀包括在前刻蚀和在后刻蚀,在完成所述在前刻蚀之后,去除所述三个刻蚀阻挡层的一部分以形成所述在后刻蚀的掩模;在完成所述在前刻蚀之后所述三个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分的材料与所述在后刻蚀的掩模的材料至少部分不同。
示范性地,如图4F所示,利用所述三个刻蚀阻挡层作为掩膜,对膜层1进行第一次刻蚀而在第一表面11上形成第一初始凹陷结构,该第一初始凹陷结构包括具有第一初始深度h01的第一初始底面101。
如图4G所示,在完成第一次刻蚀之后,去除第三刻蚀阻挡层23,以形成第二次刻蚀的掩模,该第二次刻蚀的掩模由第一刻蚀阻挡层21与第二刻蚀阻挡层构成。在第一次刻蚀和第二次刻蚀的过程中,该第一次刻蚀为相邻两次刻蚀中的在前刻蚀,该第二次刻蚀为相邻两次刻蚀中的在后刻蚀。
如图4H所示,利用第一刻蚀阻挡层21和第二刻蚀阻挡层22构成的整体为掩模对膜层1进行第二次刻蚀而在第一表面11上形成第二初始凹陷结构,该第二凹陷结构包括具有第二初始深度h02的第二初始底面102和具有第三初始深度h03的第三初始底面1001。在第二次刻蚀中,在第一次刻蚀中所形成的第一初始底面101的深度增大,从而h03大于h02。
如图4I所示,在完成所述第二次刻蚀之后,去除第二刻蚀阻挡层22,以形成第三次刻蚀的掩模,该掩模为第一刻蚀阻挡层21。在第二次刻蚀和第三次刻蚀的过程中,该第二次刻蚀为相邻两次刻蚀中的在前刻蚀,该第三次刻蚀为相邻两次刻蚀中的在后刻蚀。
在本实施例中,例如,第三刻蚀阻挡层23的材料、第二刻蚀阻挡层22的材料和第一刻蚀阻挡层21的材料均不相同,即,在完成所述第一次刻蚀之后所述三个刻蚀阻挡层的被去除的部分(即,第三刻蚀阻挡层23)的材料与所述第二次刻蚀的掩模的材料不同。例如,在采用湿法刻蚀去除第三刻蚀阻挡层23的过程中所用的刻蚀液中,第三刻蚀阻挡层23的材料、第二刻蚀阻挡层22的材料和第一刻蚀阻挡层21的材料的刻蚀选择比均不同,以去除第三刻蚀阻挡层23并保留第二刻蚀阻挡层22和第一刻蚀阻挡层21,防止发生过度刻蚀;在采用湿法刻蚀去除第二刻蚀阻挡层22的过程中所用的刻蚀液中,第二刻蚀阻挡层22的材料和第一刻蚀阻挡层21的材料的刻蚀选择比不同,以去除第二刻蚀阻挡层22并保留第一刻蚀阻挡层21,防止发生过度刻蚀。
如图4J所示,以第一刻蚀阻挡层21为掩模对膜层1进行第三次刻蚀而在第一表面11上形成凹陷结构,该凹陷结构包括具有第一深度h1的第一底面103、具有第二深度h2的第二底面1002和具有第三深度h3的第三底面10001。在第三次刻蚀中,在第二次刻蚀中所形成的第三初始底面1001和第二初始底面102的深度均增大,即在所述在后刻蚀过程中,在所述在后刻蚀之前所形成的所述底面的深度均增大。从而,h3>h2>h1。
例如,在第一次刻蚀、第二次刻蚀和第三次刻蚀中,均采用湿法刻蚀对膜层1进行刻蚀。将膜层1放入刻蚀液中浸泡,通过控制浸泡时间来控制刻蚀所得到的各个底面的深度。
例如,在采用湿法刻蚀去除n个刻蚀阻挡层的所述部分。在该湿法刻蚀过程中,所述n个刻蚀阻挡层的相邻的两个刻蚀阻挡层的材料彼此不相同,以使得该相邻的两个刻蚀阻挡层的材料在该过程中所用的刻蚀液中的刻蚀选择性不相同。例如,例如该相邻的两个刻蚀阻挡层中的远离所述膜层的刻蚀阻挡层的材料与靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的材料在该过程中所用的刻蚀液中的刻蚀选择比大于等于100。
例如,在本实施例中,在完成在前刻蚀之后,采用湿法刻蚀去除三个刻蚀阻挡层的所述部分。在完成对膜层1的第一次刻蚀之后,采用湿法刻蚀去除第三刻蚀阻挡层23;在完成第二次刻蚀之后,采用湿法刻蚀去除第二刻蚀阻挡层22。例如,相邻的两个刻蚀阻挡层的材料彼此不相同,即第一刻蚀阻挡层21的材料与第二刻蚀阻挡层22的材料不相同,且第二刻蚀阻挡层22的材料与第三刻蚀阻挡层23的材料不相同,以使得在采用湿法刻蚀去除第二刻蚀阻挡层22过程中所用的刻蚀液中,第二刻蚀阻挡层22的材料的刻蚀性与第一刻蚀阻挡层21的材料的刻蚀性不相同,例如第二刻蚀阻挡层22的材料与第一刻蚀阻挡层21的材料的刻蚀选择比大于等于100,第三刻蚀阻挡层23的材料与二刻蚀阻挡层22的材料的刻蚀选择比大于等于100。从而,在完成第一次刻蚀后,用湿法刻蚀去除第三刻蚀阻挡层23的过程中,第二刻蚀阻挡层22几乎不会与用于溶解第三刻蚀阻挡层23的刻蚀液反应,从而实现去除第三刻蚀阻挡层23而保留第二刻蚀阻挡层22和第一刻蚀阻挡层21以作为第二次刻蚀的掩模;以及实现在完成第二次刻蚀后,用湿法刻蚀去除第二刻蚀阻挡层22的过程中,第一刻蚀阻挡层21几乎不会与用于溶解第二刻蚀阻挡层22的刻蚀液反应,从而实现去除第二刻蚀阻挡层22而保留第一刻蚀阻挡层21以作为第三次刻蚀的掩模。
例如,第一刻蚀阻挡层21的材料、第二刻蚀阻挡层22的材料和第三刻蚀阻挡层23的材料均可以包括金属或金属氧化物,例如钼、钛、铬、氧化铟锡(ITO)等。
例如,第一刻蚀阻挡层21的材料、第二刻蚀阻挡层22的材料和第三刻蚀阻挡层23的材料可以彼此均不相同。例如,第一刻蚀阻挡层21的材料为氧化铟锡(ITO),第二刻蚀阻挡层22的材料为钼,第三刻蚀阻挡层23的材料为铬。
例如,所述n个刻蚀阻挡层的所述相邻两个刻蚀阻挡层的材料彼此不相同,所述n个刻蚀阻挡层的彼此不相邻的刻蚀阻挡层的材料相同,以减少材料种类的限制,减少形成的刻蚀阻挡层的材料的种类,简化生产工艺。例如,第一刻蚀阻挡层21的材料与第二刻蚀阻挡层22的材料不相同,第二刻蚀阻挡层22的材料与第三刻蚀阻挡层23的材料不相同,第一刻蚀阻挡层21的材料与可以与第三刻蚀阻挡层23的材料相同。例如,第一刻蚀阻挡层21的材料为氧化铟锡(ITO),第二刻蚀阻挡层22的材料为钼,第三刻蚀阻挡层的材料为氧化铟锡(ITO)。
例如,远离膜层1的刻蚀阻挡层覆盖靠近膜层1的刻蚀阻挡层的远离膜层1的上表面以及靠近膜层的刻蚀阻挡层的侧表面,该侧表面与所述上表面相交,以保护靠近膜层1的刻蚀阻挡层的侧表面,防止刻蚀阻挡层的侧表面与用于刻蚀远离膜层1的刻蚀阻挡层的刻蚀液反应而使得靠近膜层1的刻蚀阻挡层被腐蚀,从而实现对膜层1更大的刻蚀精度,满足高精度的要求。例如,在图4A-4J所示的实施例中,第三刻蚀阻挡层23覆盖第二刻蚀阻挡层的远离膜层1的上表面223以及第二刻蚀阻挡层的侧表面224;第二刻蚀阻挡层22覆盖第一刻蚀阻挡层的远离膜层1的上表面213以及第一刻蚀阻挡层的侧表面214。
图4A-4J所示的实施例的其他特征及效果与之前的实施例中的相同,请参考之前的描述。
图5A-5I为本公开一实施例提供的又一种膜层的构图方法示意图。该实施例与图1A-1M所示的实施例具有以下区别。所述n个刻蚀阻挡层包括相邻的两个刻蚀阻挡层,所述相邻的两个刻蚀阻挡层堆叠设置且包括靠近所述膜层的刻蚀阻挡层和远离所述膜层的刻蚀阻挡层,所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的一部分在所述膜层上的正投影与所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影重叠,所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的另一部分在所述膜层上的正投影与所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影不重叠;在完成所述在前刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分为所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的所述另一部分。在本实施例中,以n=2为例对膜层的构图方法进行说明。
示范性地,在完成如图1A-1C所示的步骤之后,执行图5A-5I所示的步骤。
如图5A所示,利用第一光刻胶层41(如图1C所示)对第一阻挡材料层210进行第一次构图工艺形成第一刻蚀阻挡层21,并去除第一光刻胶层41。第一刻蚀阻挡层21暴露部分膜层1。
如图5B所示,在第一刻蚀阻挡层21的远离膜层1的一侧形成覆盖第一刻蚀阻挡层21的第二刻蚀阻挡材料层220。
如图5C所示,在第二刻蚀阻挡材料层220上形成第二光刻胶层42,例如采用涂覆的方法形成第二光刻胶层42。
如图5D所示,利用第二光刻胶层42对第二刻蚀阻挡材料层220进行光刻工艺以形成第二刻蚀阻挡层22。
如图5E所示,去除第二光刻胶层42。
在本实施例中,第一刻蚀阻挡层21与第二刻蚀阻挡层22在第一方向上堆叠设置。第一刻蚀阻挡层21与第二刻蚀阻挡层22是相邻的两个刻蚀阻挡层,在这两者中,第一刻蚀阻挡层21为靠近膜层1的刻蚀阻挡层,第二刻蚀阻挡层22是远离膜层1的刻蚀阻挡层。第一刻蚀阻挡层21的一部分211在膜层1上的正投影与第二刻蚀阻挡层22在在膜层1上的正投影重叠,第一刻蚀阻挡层21的另一部分212在膜层1上的正投影与第二刻蚀阻挡层22在膜层1上的正投影不重叠。
如图5F所示,在对膜层1进行刻蚀之前,形成覆盖膜层1的第二表面12的防刻蚀膜5,第二表面12与第一表面11相对。如此,可以保护膜层1的无需被刻蚀的第二表面12,防止第二表面12在后续的刻蚀过程中被刻蚀。
如图5G所示,利用第一刻蚀阻挡层21和第二刻蚀阻挡层22构成的整体为掩膜,对膜层1进行第一次刻蚀而在第一表面11上形成初始凹陷结构,该初始凹陷结构包括具有初始深度h0的初始底面101。
如图5H所示,在完成所述第一次刻蚀之后,去除两个刻蚀阻挡层的一部分以形成第二次刻蚀的掩模。两个刻蚀阻挡层的被去除的部分为第一刻蚀阻挡层21(即所述靠近膜层的刻蚀阻挡层)的另一部分212,从而,第二刻蚀阻挡层22与第一刻蚀阻挡层21的一部分211构成的整体为第二次刻蚀(即相邻的两次刻蚀中的在后刻蚀)的掩模。例如,采用湿法刻蚀去除第一刻蚀阻挡层21的另一部分212。例如,第一刻蚀阻挡层21的材料与第二刻蚀阻挡层22的材料不同,从而被去除的第一刻蚀阻挡层21的另一部分212的材料与第二次刻蚀的掩模的一部分的材料不相同。例如,在采用湿法刻蚀去除第一刻蚀阻挡层21的另一部分212的过程中所用的刻蚀液中,第一刻蚀阻挡层21的材料的刻蚀选择性与第二刻蚀阻挡层22的材料的刻蚀选择性不同,例如第一刻蚀阻挡层21的材料与第二刻蚀阻挡层22的材料的刻蚀选择比大于等于100。从而,第一刻蚀阻挡层21的另一部分212暴露于该刻蚀液中,其与该刻蚀液发生反应而被去除;第一刻蚀阻挡层21的所述一部分211被第二刻蚀阻挡层22覆盖而不与刻蚀液发生反应而被保留;第二刻蚀阻挡层22几乎不与该刻蚀液反应而被保留。通过设计第二刻蚀阻挡层22的材料,可使得第二刻蚀阻挡层22几乎不与用于刻蚀第一刻蚀阻挡层21的刻蚀液反应,从而第二刻蚀阻挡层22被保留。
例如,在所述在后刻蚀过程中,对在所述在后刻蚀之前所形成的所述底面继续进行刻蚀。如图5I所示,以第二刻蚀阻挡层22与第一刻蚀阻挡层21的一部分211构成的整体为掩模对膜层1进行第二次刻蚀而在第一表面11上形成凹陷结构,该凹陷结构包括具有第一深度h1的第一底面102和具有第二深度h2的第二底面1001。在第二次刻蚀中,对在第一次刻蚀中所形成的初始底面101继续进行刻蚀,以使得初始底面101的深度增大,从而h2大于h1。
例如,在第一次刻蚀和第二次刻蚀中,均采用湿法刻蚀对膜层1进行刻蚀。
图5A-5I所示的实施例的其他特征及效果与之前的实施例中的相同,请参考之前的描述。
图6A-6I为本公开一实施例提供的又一种膜层的构图方法示意图。该实施例与图1A-1M所示的实施例具有以下区别。n个刻蚀阻挡层在膜层1上的正投影彼此不重叠;所述n个刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影彼此不重叠;所述n个刻蚀阻挡层包括在前的刻蚀阻挡层和在后的刻蚀阻挡层;所述在前的刻蚀阻挡层为在完成所述在前刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的所述部分;所述在后的刻蚀阻挡层为在完成所述在后刻蚀之后所述n个刻蚀阻挡层的被去除的部分,所述在前的刻蚀阻挡层的材料与所述在后的刻蚀阻挡层的材料不同。例如,n个刻蚀阻挡层沿平行于膜层的第二方向排列,n个刻蚀阻挡层的相邻两个刻蚀阻挡层彼此接触且包括在前的刻蚀阻挡层和在后的刻蚀阻挡层,第二方向为从在前的刻蚀阻挡层到在后的刻蚀阻挡层的方向;在完成在前刻蚀之后,n个刻蚀阻挡层的被去除的部分为在前的刻蚀阻挡层。在本实施例中,以n=2为例对膜层的构图方法进行说明。当然,在其他实施例中,n个刻蚀阻挡层中的至少两个也可以彼此间隔开,即彼此不接触。
示范性地,在完成如图1A-1C所示的步骤之后,执行图6A-6I所示的步骤。
如图6A所示,利用第一光刻胶层41(如图1C所示)对第一阻挡材料层210进行第一次构图工艺形成第一刻蚀阻挡层201,并去除第一光刻胶层41。第一刻蚀阻挡层201暴露部分膜层1。
如图6B所示,在第一刻蚀阻挡层201的远离膜层1的一侧形成覆盖第一刻蚀阻挡层201的第二刻蚀阻挡材料层2200。
如图6C所示,在第二刻蚀阻挡材料层2200上形成第二光刻胶层42,例如采用涂覆的方法形成第二光刻胶层42。
如图6D所示,利用第二光刻胶层42对第二刻蚀阻挡材料层2200进行光刻工艺以形成第二刻蚀阻挡层202。
如图6E所示,去除第二光刻胶层42。
在本实施例中,两个刻蚀阻挡层在膜层1上的正投影彼此不重叠;两个刻蚀阻挡层沿平行于膜层的第二方向(图6E中箭头方向)排列,第一刻蚀阻挡层201和第二刻蚀阻挡层202为相邻的两个刻蚀阻挡层,例如,该相邻的两个刻蚀阻挡层彼此接触,第一刻蚀阻挡层201为在前的刻蚀阻挡层,第二刻蚀阻挡层202为在后的刻蚀阻挡层;相邻的两次刻蚀中,第一次刻蚀为在前刻蚀,第二次刻蚀为在后刻蚀。第二方向为从在前的刻蚀阻挡层到在后的刻蚀阻挡层的方向。例如,在其他实施例中,相邻的两个刻蚀阻挡层之间存在间隔,即相邻的两个刻蚀阻挡层不接触。本领域技术人员可根据所需要的凹陷结构的图案而对n个刻蚀阻挡层的位置进行设计。
如图6F所示,在对膜层1进行刻蚀之前,形成覆盖膜层1的第二表面12的防刻蚀膜5,第二表面12与第一表面11相对。如此,可以保护膜层1的无需被刻蚀的第二表面12,防止第二表面12在后续的刻蚀过程中被刻蚀
如图6G所示,利用第一刻蚀阻挡层201和第二刻蚀阻挡层202构成的整体为掩膜,对膜层1进行第一次刻蚀而在第一表面11上形成初始凹陷结构,该初始凹陷结构包括具有初始深度h0的初始底面101。
如图6H所示,在完成所述第一次刻蚀之后,去除两个刻蚀阻挡层的一部分以形成第二次刻蚀的掩模。在完成在前刻蚀之后,两个刻蚀阻挡层的被去除的部分为第一刻蚀阻挡层201(即在前的刻蚀阻挡层)。从而,第二刻蚀阻挡层202为第二次刻蚀(即相邻的两次刻蚀中的在后刻蚀)的掩模,也即所述在后的刻蚀阻挡层。例如,第一刻蚀阻挡层201的材料与第二刻蚀阻挡层202的材料不同,从而被去除的第一刻蚀阻挡层201的材料与第二次刻蚀的掩模的材料不相同。例如,采用湿法刻蚀去除第一刻蚀阻挡层201。例如,在采用湿法刻蚀去除第一刻蚀阻挡层201的过程中所用的刻蚀液中,第一刻蚀阻挡层201的材料的刻蚀选择性与第二刻蚀阻挡层202的材料的刻蚀选择性不同,例如第一刻蚀阻挡层201的材料与第二刻蚀阻挡层202的材料的刻蚀选择比大于等于100。从而,第一刻蚀阻挡层201与刻蚀液反应而被去除,第二刻蚀阻挡层202几乎不与刻蚀液反应而被保留。
例如,在所述在后刻蚀过程中,对在所述在后刻蚀之前所形成的所述底面继续进行刻蚀。如图6I所示,以第二刻蚀阻挡层202为掩模对膜层1进行第二次刻蚀而在第一表面11上形成凹陷结构,该凹陷结构包括具有第一深度h1的第一底面102和具有第二深度h2的第二底面1001。在第二次刻蚀中,在所述在后刻蚀过程中,对在第一次刻蚀中所形成的初始底面101继续进行刻蚀,以使得初始底面101的深度增大,从而h2大于h1。
例如,在第一次刻蚀和第二次刻蚀中,均采用湿法刻蚀对膜层1进行刻蚀。
图6A-6I所示的实施例的其他特征及效果与之前的实施例中的相同,请参考之前的描述。
当n为大于等于2的其他整数的情况下,构图方法的思路与上述实施例中的相同,可根据上述实施例清楚地得到这些情况下的构图方法。
本申请实施例中的n个刻蚀阻挡层中的每个可以是连续的整体,也可以包括多个彼此间隔开的部分。本领域技术人员可以根据需要的凹陷结构的图案进行设计。
需要说明的是,本申请提供的膜层的构图方法包括将本申请多个实施例提供的多种膜层的构图方法进行组合而得到的膜层的构图方法。
本公开至少一实施例还提供一种微流控器件的制作方法,该方法包括采用本公开实施例提供的任意一种膜层的构图方法形成膜层。例如,该膜层可以是由图1A-1M、图2A-2I、图3A-3I、图4A-4J、图5A-5I和图6A-6I所示的方法中的任意一种或者多个实施例提供的多种方法的组合来形成的膜层。当然,第一膜层也可以是其他的膜层,凹陷结构的形状可以根据需要设计。
示范性地,图7A-7F是本公开提供的一种微流控器件的制作方法的示意图。如图7A-7F所示,采用本公开实施例提供的方法形成第一膜层。如图7A所示,提供第一膜层7,第一膜层7包括第一表面71。在第一膜层7的第一表面71上依次形成堆叠设置的第一刻蚀阻挡层21和第二刻蚀阻挡层22。如图7B所示,以第一刻蚀阻挡层21和第二刻蚀阻挡层22构成的整体为掩模对第一膜层7进行第一次刻蚀而得到初始凹陷结构,该初始凹陷结构包括具有初始深度的初始底面101。如图7C所示,去除第二刻蚀阻挡层22,以第一刻蚀阻挡层21为掩模对第一膜层7进行第二次刻蚀而形成凹陷结构,该凹陷结构包括具有第一深度的第一底面1001和具有第二深度的第二底面102。第二深度小于第一深度。如图7D所示,去除第一刻蚀阻挡层21,得到用于微流控器件的第一膜层7。
本公开一实施例提供的微流控器件的制作方法还包括:提供如图7E所示的第二膜层6,第二膜层6包括突起61。
如图7F所示,所述微流控器件的制作方法还包括:将第一膜层7与第二膜层6相对结合,以使得突起61与第一膜层7的第一底面1001贴合,从而在第一膜层7的第二底面102与第二膜层6之间形成腔体10。腔体10具有特定的截面形状(可根据具体需要进行设计)。突起61的面向第一膜层7的面与第一膜层7的第一表面71上的凹陷结构的第一底面1001贴合,实现在腔体10的两侧对腔体10进行密封。从而可以在腔体10中流通液体,例如腔体10用于对液体的流通量进行监控。例如该腔体10的尺寸为百微米级(例如100~500μm),本公开实施例提供的微流控器件的制作方法可以用较简单的工序达到较高的尺寸精度。
本领域技术人员可以根据所要形成的腔体的形状对n个刻蚀阻挡层进行设计。例如,图8A-8G是本公开提供的另一种微流控器件的制作方法的示意图。如图8A-8F所示,采用本公开实施例提供的方法形成第一膜层。如图8A所示,提供第一膜层7,第一膜层7包括第一表面71。在第一膜层7的第一表面71上依次形成堆叠设置的第一刻蚀阻挡层21、第二刻蚀阻挡层22和第三刻蚀阻挡层23。例如,第一刻蚀阻挡层21、第二刻蚀阻挡层22和第三刻蚀阻挡层23分别包括多个彼此间隔开的部分。如图8B所示,以第一刻蚀阻挡层21、第二刻蚀阻挡层22和第三刻蚀阻挡层23构成的整体为掩模对第一膜层7进行第一次刻蚀而得到第一初始凹陷结构,该第一初始凹陷结构包括具有第一初始深度的第一初始底面101。如图8C所示,去除第三刻蚀阻挡层23,以第一刻蚀阻挡层21和第二刻蚀阻挡层22构成的整体为掩模对第一膜层7进行第二次刻蚀而形成第二初始凹陷结构,该第二初始凹陷结构包括具有第二初始深度的第二初始底面102和具有第三初始深度的第三初始底面1001。第二初始深度小于第三深度。如图8D所示,去除第二刻蚀阻挡层22,以第一刻蚀阻挡层21为掩模对第一膜层7进行第三次刻蚀而形成凹陷结构,该凹陷结构包括具有第一深度的第一底面10001、具有第二深度的第二底面1002和具有第三深度的第三底面103。如图8E所示,去除第一刻蚀阻挡层21,得到用于微流控器件的第一膜层7。
本公开一实施例提供的微流控器件的制作方法还包括:提供如图8F所示的第二膜层6,第二膜层6包括突起61。
如图8G所示,所述微流控器件的制作方法还包括:将第一膜层7与第二膜层6相对结合,以使得突起61与第一膜层7的第一底面贴合,从而在第一膜层7的第二底面1002、第三底面103与第二膜层6之间形成腔体10。腔体10具有特定的截面形状(可根据具体需要进行设计)。突起61的面向第一膜层7的面与第一膜层7的第一表面71上的凹陷结构的第一底面10001贴合,实现在腔体10的两侧对腔体10进行密封。
本公开至少一实施例还提供一种采用本公开实施例提供的微流控器件的制作方法制得的微流控器件。微流控器件包括采用本公开实施例提供的任意一种膜层的构图方法形成的膜层。例如微流控器件还包括将液体通入上述腔体10的通道、用于监测上述腔体10内的流量监测装置等。对微流控器件的其他结构不作限定,本领域技术人员可根据需要进行设计。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式,而非用于限制本发明的保护范围,本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (16)
1.一种膜层的构图方法,包括:
提供膜层,包括第一表面;
在所述膜层的第一表面上形成n个刻蚀阻挡层,其中,n为大于等于2的整数;以及
利用所述n个刻蚀阻挡层作为掩模对所述膜层进行n次刻蚀而在所述第一表面上形成凹陷结构,所述凹陷结构包括n种深度不同的底面,所述深度是在垂直于所述膜层的被刻蚀的表面的方向上所述底面到所述第一表面的距离,其中,
所述n个刻蚀阻挡层包括相邻的两个刻蚀阻挡层,所述相邻的两个刻蚀阻挡层分别为在前的刻蚀阻挡层和在后的刻蚀阻挡层,且所述相邻的两个刻蚀阻挡层的材料彼此不相同;
所述n次刻蚀中的相邻两次刻蚀包括在前刻蚀和在后刻蚀,所述在前刻蚀的掩膜是所述相邻的两个刻蚀阻挡层构成的整体结构,通过所述在前刻蚀在所述膜层的第一表面上形成初始凹陷结构;所述相邻的两个刻蚀阻挡层中的一者包括去除部分,所述去除部分在横向上位于所述相邻的两个刻蚀阻挡层中的另一者的靠近所述初始凹陷结构的一侧,所述横向平行于所述膜层的被刻蚀的表面;在完成所述在前刻蚀之后,去除所述去除部分以形成所述在后刻蚀的掩模;
通过对所述初始凹陷结构继续刻蚀而形成所述凹陷结构。
2.根据权利要求1所述的膜层的构图方法,其中,所述相邻的两个刻蚀阻挡层堆叠设置且包括靠近所述膜层的刻蚀阻挡层和远离所述膜层的刻蚀阻挡层,
所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的一部分在所述膜层上的正投影与所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影重叠,所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的另一部分在所述膜层上的正投影与所述远离所述膜层的刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影不重叠;
在完成所述在前刻蚀之后被去除的所述去除部分为所述靠近所述膜层的刻蚀阻挡层的所述另一部分。
3.根据权利要求1所述的膜层的构图方法,其中,
所述n个刻蚀阻挡层在所述膜层上的正投影彼此不重叠;
所述在前刻蚀的掩膜是所述在前的刻蚀阻挡层和所述在后的刻蚀阻挡层构成的整体结构,在完成所述在前刻蚀之后被去除的所述去除部分为所述在前的刻蚀阻挡层,所述在后刻蚀的掩膜是所述在后的刻蚀阻挡层。
4.根据权利要求1所述的膜层的构图方法,其中,所述n个刻蚀阻挡层的材料均彼此不相同。
5.根据权利要求1-4任一所述的膜层的构图方法,其中,在所述在后刻蚀过程中,对在所述在后刻蚀之前所形成的所述底面继续进行刻蚀。
6.根据权利要求5所述的膜层的构图方法,其中,所述凹陷结构在沿垂直于膜层的第一方向上的截面形状包括阶梯状。
7.根据权利要求1-4任一所述的膜层的构图方法,其中,在所述n次刻蚀中,用湿法刻蚀对所述膜层进行刻蚀。
8.根据权利要求1-4任一所述的膜层的构图方法,其中,所述n个刻蚀阻挡层中的每个刻蚀阻挡层的材料包括金属或金属氧化物。
9.根据权利要求1-4任一所述的膜层的构图方法,其中,在完成所述在前刻蚀之后,采用湿法刻蚀去除所述n个刻蚀阻挡层的所述部分。
10.根据权利要求1-4任一所述的膜层的构图方法,其中,形成n个刻蚀阻挡层包括:
在所述膜层上形成覆盖所述膜层的第一刻蚀阻挡材料层,对所述第一阻挡材料层进行第一次构图工艺形成第一刻蚀阻挡层;在第n-1刻蚀阻挡层的远离所述膜层的一侧形成覆盖所述第n-1刻蚀阻挡层的第n刻蚀阻挡材料层,对所述第n刻蚀阻挡材料层进行第n次构图工艺以形成第n刻蚀阻挡层。
11.根据权利要求10所述的膜层的构图方法,其中,形成所述n个刻蚀阻挡层中的每个刻蚀阻挡层包括:
形成刻蚀阻挡材料层;
在所述刻蚀阻挡材料层上形成光刻胶层;
利用所述光刻胶层对所述刻蚀阻挡材料层进行光刻工艺以形成所述刻蚀阻挡层;以及
去除所述光刻胶层。
12.根据权利要求1-4任一所述的膜层的构图方法,其中,所述方法还包括:在对所述膜层进行所述n次刻蚀之前,形成覆盖所述膜层的第二表面的防刻蚀膜,第二表面与第一表面相对。
13.根据权利要求1-4任一所述的膜层的构图方法,其中,所述膜层为玻璃基板。
14.一种微流控器件的制作方法,包括采用权利要求1-13任一所述的膜层的构图方法形成膜层。
15.根据权利要求14所述的微流控器件的制作方法,还包括:
提供第一膜层,其中,所述第一膜层包括第一表面;
采用权利要求1-13任一所述的膜层的构图方法在所述第一膜层的第一表面上形成凹陷结构,所述凹陷结构包括具有第一深度的第一底面和具有第二深度的第二底面,所述第二深度小于所述第一深度;
提供第二膜层,所述第二膜层包括突起;以及
将所述第一膜层与所述第二膜层相对结合,以使得所述突起与所述第一膜层的第一底面贴合,从而在所述第一膜层的第二底面与所述第二膜层之间形成腔体。
16.一种采用权利要求14或15所述的方法制得的微流控器件,包括:采用权利要求1-13任一所述的膜层的构图方法形成的膜层。
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