本發明涉及一種柔性互連金屬的制備方法,具體涉及一種能夠通過兩次涂膠、兩次光刻,簡單實現柔性互聯金屬線條的制備方法。本發明應用于柔性電子制造領域。
背景技術:
隨著當前社會的可穿戴技術的不斷發展,各種柔性電子元器件和電子電路不斷發展,柔性材料也越來越多,通過在柔性材料基板上加工可以柔性彎曲的、高可靠性的微電子芯片已經成為一項重要的研究內容,柔性芯片的大批量制備,必然會使得柔性芯片的快速發展和產業化。柔性制造的難題在于柔性基板材料的不確定和加工制造體系不完善。至今還未有一種柔性材料能夠批量進入產業發展,也還沒有一家加工公司完整提供柔性微電子加工服務。對此,柔性芯片的技術進步亟待加強。
技術實現要素:
(一)要解決的技術問題
本發明的主要目的是解決當前柔性微電子芯片加工手段單一,與現有微電子加工技術兼容性差的問題。在現有微電子制造領域,采用的加工基板或者襯底材料都是非柔性的,而且加工成型的互連金屬也是非柔性,不能拉伸的金屬線。但是,在柔性微電子中,金屬互連線是可以彎曲和伸縮的。在這一條件下,如果能夠改進現有微電子加工工藝,制造出可以彎曲伸縮的互連金屬是十分有意義的技術創新。使得現有微電子技術為向柔性微電子制造技術轉化過程中,只要通過適當的技術改造即可完成技術升級。
(二)技術方案
為達到上述目的,本發明提供了一種柔性互連金屬的制造方法:其流程包括:(1)在柔性基板上涂覆一層正性光刻膠,光刻并定義出凹凸不平的結構;(2)在基板上濺射鈦/金兩層金屬;(3)在鈦/金金屬上涂覆一層反轉膠,光刻并定義出互聯金屬線條;(4)蒸發鎳/金兩層金屬;(5)剝離頂層光刻膠,刻蝕底層鈦金金屬層,采用丙酮清洗底層正性光刻膠,形成彎曲的互連金屬。
在本方案中,步驟(1)中所述的正性光刻膠,可以是AZ4620光刻膠,其涂覆后的厚度為4-6微米;
在本方案中,步驟(1)中所述的凹凸不平的結構是有一定角度的,從凹處到凸處的角度小于70度,而且有一定的弧度,可以通過對光刻膠在120度烘箱中進行30分鐘的熱回流形成;也可以通過采用氧氣和氬氣的等離子體對光刻膠表面進行等離子體轟擊處理形成。
在本方案中,步驟(2)中濺射鈦/金兩層金屬的厚度為20/50納米,在濺射前要進行基板表面處理,一般為氧等離子體處理和酸性溶液或者堿性溶液表面處理。
在本方案中,步驟(3)中涂覆的反轉膠可以是AZ5214光刻膠,其涂覆后的厚度為2微米。
在本方案中,步驟(4)中蒸發的金屬為鎳/金兩層金屬,其厚度為30/500納米,在金屬蒸發前要進行基板表面處理,一般為氧等離子體處理和酸性溶液或者堿性溶液表面處理。
在本方案中,步驟(5)中剝離光刻膠的方法為采用單點噴射丙酮的方式,將具有一定壓力和溫度的丙酮噴灑到基板表面,將頂層的反轉膠剝離掉。
在本方案中,步驟(5)中刻蝕鈦/金的方法是反應離子刻蝕,采用的刻蝕氣體為氯氣,壓力為2Par,射頻功率為40W。
(三)有益效果
從上述技術方案可以看出,本發明具有以下有益效果:
本發明提供了一種柔性互連金屬的制造方法,該制造方法通過在基板上進行兩次涂膠定型,兩次金屬沉積和特殊的金屬剝離工藝等將蒸發的可柔性延展的金屬成彎曲狀蒸鍍在柔性基板上。首先,本發明完全利用現有微電子加工技術來實現柔性互連金屬的制備,增加了微電子技術的可移植性;其次本發明工藝步驟簡單,較容易實現,采用傳統光刻和金屬鍍膜工藝,技術成本低。
附圖說明
圖1是本發明提供的一種柔性互連金屬的制造方法的流程示意圖;
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白,以下結合具體實施例,并參照附圖1,對本發明進一步詳細說明。
如圖1所示,本實施例提供了一種柔性互連金屬的制造方法:其流程包括:(1)底層光刻膠涂覆、光刻:在柔性基板上涂覆一層正性光刻膠,光刻并定義出凹凸不平的結構;(2)底層金屬沉積:在基板上濺射鈦/金兩層金屬;(3)頂層光刻膠涂覆、光刻:在鈦/金金屬上涂覆一層反轉膠,光刻并定義出互連金屬線條;(4)頂層金屬沉積:蒸發鎳/金兩層金屬;(5)去膠剝離成型:剝離頂層光刻膠,刻蝕底層鈦/金金屬層,采用丙酮清洗底層正性光刻膠,形成彎曲的互連金屬。
在本實施例中,步驟(1)中所述的正性光刻膠,可以是AZ4620光刻膠,涂覆的轉速為6000rpm,其涂覆后的厚度為6微米;
在本實施例中,步驟(1)中所述的凹凸不平的結構是有一定角度的,從凹處到凸處的角度小于70度,而且有一定的弧度,是通過將光刻膠放置在120度烘箱中進行30分鐘的熱回流形成的。
在本實施例中,步驟(2)中濺射鈦/金兩層金屬的厚度為20/50納米,在濺射前進行基板表面處理,為氧等離子體處理1分鐘,然后在稀釋的鹽酸溶液中處理30秒。
在本實施例中,步驟(3)中涂覆的反轉膠可以是AZ5214光刻膠,其涂覆后的厚度為2微米。
在本實施例中,步驟(4)中蒸發的金屬為鎳/金兩層金屬,其厚度為30/500納米,在金屬蒸發前要進行基板表面處理,為氧等離子體處理1分鐘,然后在稀釋的鹽酸溶液中處理30秒。
在本實施例中,步驟(5)中剝離光刻膠的方法為采用單點噴射丙酮的方式,將具有一定壓力和溫度的丙酮噴灑到基板表面,將頂層的反轉膠剝離掉。
在本實施例中,步驟(5)中刻蝕鈦金的方法是反應離子刻蝕,采用的刻蝕氣體為氯氣,壓力為2Par,射頻功率為40W。