CN208378727U - 一种用于玻璃hf腐蚀的多层金属掩膜种子层 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于玻璃HF腐蚀的多层金属掩膜种子层。该多层金属掩膜种子层自玻璃衬底向上依次形成Cr/Cu/Cr/Cu的复掩膜层结构。所述第一、三层的Cr层的厚度为10‑100nm，第二、四层的Cu层的厚度为100‑300nm。该多层金属掩膜种子层的结构能在玻璃HF腐蚀过程中起到很好的掩膜作用，最大程度上减少玻璃腐蚀过程中的针孔现象出现，避免了钻蚀现象的发生，达到良好的腐蚀效果。

Description

一种用于玻璃HF腐蚀的多层金属掩膜种子层

技术领域

本实用新型涉及一种玻璃HF腐蚀的掩膜层，特别涉及一种用于玻璃HF 腐蚀的多层金属掩膜种子层。

背景技术

玻璃，一种日常中再常见不过的材料，被广泛用于建筑、日用、化工、医疗、电子、汽车和仪表等诸多工业领域，由二氧化硅(SiO2)和其他化学物质熔融而成。玻璃具有良好硬度和透明度，常作为各种器件的加工衬底或表面封装材料，也被广泛应用于各种MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)器件和光电子器件中。在光伏电池中，玻璃是目前最常用的表面封闭盖板或底部衬底材料，称之为光伏玻璃。

目前，玻璃样品的精细加工方法归纳起来主要有四大类：一是机械加工方法，如传统的钻孔、超声钻孔、电化学放电加工等；二是湿法腐蚀法，主要在利用氢氟酸(HF)对SiO₂成分进行腐蚀反应；三是干法腐蚀法，即反应离子(RIE)法，主要反应气体包括SF₆、C₂F₆等感应耦合等离子体刻蚀(ICP)、离子束刻蚀(IBE)、反应气体刻蚀、聚焦电子束刻蚀(FEB)、激光微纳加工、电火花微加工和喷粉微加工等；四就是激光刻蚀，就是利用激光透过石英玻璃与靶物质相互作用，产生等离子体在实现对玻璃底面的刻蚀。目前，248nm 纳秒脉冲准分子激光器成为了微加工领域主要的工业应用激光器。上述方法中，HF腐蚀为一种各向同性的玻璃刻蚀工艺，腐蚀向各速度相等，界面光滑，其它三种为定向加工工艺，只往一个方向进行加工，界面较为粗糙。

半导体工业微纳制造中，光刻技术通常是制备微纳结构的第一步，通过曝光在光刻胶上实现图形的制备，而光刻胶的结构通常是没有实际应用价值的，需要将其转移到功能材料上实现一定功能的器件。光刻胶只是作为掩膜结构，在图形转移后会被去除。在玻璃的HF腐蚀中，采用的保护掩膜主要有两大类，一类就是直接采用光刻胶，另一类是采用金属层，也常称为种子层。但是，即使采用金属层作为掩膜，在光刻过程仍然要使用到光刻胶，所以根据具体工艺的需要，也常选择金属层+光刻胶相结合的方法。在HF腐蚀的过程中，裸露出来的玻璃区域将被HF腐蚀掉，而有掩膜部分则被很好的保护起来，避免腐蚀。不同的掩膜设计工艺，会对刻蚀后的结果产生重要影响，目前现有的掩膜结构和工艺，很多时候会出现钻蚀和不均匀腐蚀的产生，出现针孔现象，效果不太好。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于玻璃HF腐蚀的多层金属掩膜种子层。本实用新型的一种用于玻璃HF腐蚀的多层金属掩膜种子层，通过多层膜的结构设计，达到保护玻璃腐蚀的目的，最大程度地减少玻璃腐蚀过程中的针孔现象出现，达到良好的腐蚀效果。

本实用新型的一种用于玻璃HF腐蚀的多层金属掩膜种子层，所述金属掩膜种子层为多层，自玻璃衬底向上依次形成Cr/Cu/Cr/Cu的复掩膜层结构。优选所述金属掩膜为四层。

所述第一、三层的Cr层的厚度为10-100nm，优选为50nm；第二、四层的Cu层的厚度为100-300nm，优选为200nm。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的多层掩膜是利用磁控溅射方法，在玻璃表面溅射而成。溅射过程中所用的金属元素的种类及层数和厚度等等都影响着掩膜的质量和使用效果。通过大量的实验，本实用新型研制出了这种Cr/Cu/Cr/Cu的多层作为掩膜层结构，它既可以与玻璃衬底之间具有很强的结合力，自身又具有一定的厚度，从而起到了很好的保护作用，保护玻璃不被HF腐蚀，从而避免了“针孔”现象的产生，又能避免钻蚀和不均匀腐蚀的产生，最后得到均匀性较好的刻蚀结果。特别是各层厚度为50nm/200nm/50nm/200nm时，效果更突出。

附图说明

图1是实施例1的多层金属掩膜种子层的结构示意图。

图2(a)是本实施例1制得的多层金属掩膜种子层保护玻璃腐蚀结果的电镜照片，(b)是现有技术制得的掩膜层保护腐蚀结果的电镜照片。

附图标记：

100－玻璃衬底；101－第一Cr层；102－第一Cu层；103－第二Cr层；104－第二Cu层。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

实施例1

如图1所示：本实施例的一种用于玻璃HF腐蚀的多层金属掩膜种子层，所述金属掩膜为四层，自玻璃衬底100向上依次为第一Cr层101，第一Cu 层102，第二Cr层103，第二Cu层104，形成Cr/Cu/Cr/Cu的复掩膜层结构。所述第一Cr层101和第二Cr层103的厚度均为50nm，第一Cu层102和第二Cu层104的厚度均为200nm。

本实施例的多层金属掩膜种子层的制备方法是依次经过如下步骤：

第一步：在洁净、干燥的玻璃衬底表面通过磁控溅射方法，溅射50nm厚的Cr层；

第二步：在第一步的基础上再溅射200nm厚的Cu层；

第三步：在第二步的基础上再溅射50nm厚的Cr层；

第四步：在第三步的基础上再溅射200nm厚的Cu层；

最终形成Cr/Cu/Cr/Cu的多层金属种子层结构。

采用一现有技术中的金属掩膜种子层作为对比例，将其和实施例1中的多层金属种子层分别采用下述方法应用在玻璃HF腐蚀中，具体步骤如下：

(1)在上述方法制得的种子层上旋涂3μm厚的光刻胶(正胶)；

(2)经过光刻、显影，将光刻板的图形转移到光刻胶上；

进行离子束刻蚀，去图形进一步转移到金属种子层上；

利用丙酮溶液去除光刻胶；

(5)进行玻璃的HF腐蚀工艺；

(6)HF腐蚀完毕，去除表面金属种子层，即能在玻璃表面腐蚀出相应的图形。

试验结果：图2(a)是本实施例1制得的多层金属掩膜种子层保护玻璃腐蚀结果的电镜照片，(b)是现有技术制得的掩膜层保护腐蚀结果的电镜照片。从图中明显看出，对比例的掩膜层应用后产生大量的大小不一的针孔和钻蚀。而本实施例应用后表面光滑细密，既控制了针孔的出现，又避免钻蚀和不均匀腐蚀的产生。

实施例2

多层掩膜层自玻璃衬底向上Cr/Cu/Cr/Cu的各层厚度分别为 10nm/100nm/10nm/100nm时，其他与实施例1均相同。

实施例3

多层掩膜层自玻璃衬底向上Cr/Cu/Cr/Cu的各层厚度分别为 100nm/300nm/100nm/300nm时，其他与实施例1均相同。

实施例4

多层掩膜层自玻璃衬底向上Cr/Cu/Cr/Cu的各层厚度分别为 10nm/300nm/10nm/300nm时，其他与实施例1均相同。

实施例5

多层掩膜层自玻璃衬底向上Cr/Cu/Cr/Cu的各层厚度分别为 100nm/100nm/100nm/100nm时，其他与实施例1均相同。

实施例6

多层掩膜层自玻璃衬底向上Cr/Cu/Cr/Cu的各层厚度分别为 20nm/150nm/60nm/260nm时，其他与实施例1均相同。

实施例7

多层掩膜层自玻璃衬底向上Cr/Cu/Cr/Cu的各层厚度分别为 70nm/220nm/40nm/180nm时，其他与实施例1均相同。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (4)

1.一种用于玻璃HF腐蚀的多层金属掩膜种子层，其特征是所述金属掩膜种子层为多层，自玻璃衬底向上依次形成Cr/Cu/Cr/Cu的复掩膜层结构。

2.如权利要求1所述的一种用于玻璃HF腐蚀的多层金属掩膜种子层，其特征是所述金属掩膜种子层为四层。

3.如权利要求1所述的一种用于玻璃HF腐蚀的多层金属掩膜种子层，其特征是所述第一、三层的Cr层的厚度为10-100nm，第二、四层的Cu层的厚度为100-300nm。

4.如权利要求3所述的一种用于玻璃HF腐蚀的多层金属掩膜种子层，其特征是所述第一、三层的Cr层的厚度为50nm，第二、四层的Cu层的厚度为200nm。