專利名稱:制造薄膜線條的工藝的制作方法
本發(fā)明涉及利用光刻厚的光致抗蝕劑，并繼而電化選擇生產金屬的技術來制造薄膜線條的工藝。
大家知道，以現(xiàn)有技術可得到高厚度(5-7微米)的薄膜線條。其最小寬度有40-50微米，寬度的公差是5-8微米。
當前，微波領域的趨勢是在越來越高的頻率(20-30GHZ)，同時具有高的特性阻抗(200-300歐姆)和集總電路情況下采用薄膜線條。因而必須采用高厚度(5-7微米)的寬度約4-10微米，高分辨率的，并具有幾乎是垂直的側壁面，公差小到約1微米的薄膜線條。
大家也已知道，高分辨率的線條可以用真空濺射金的技術來獲得，但是這種技術的生長速度是非常低的，所以實際上不能應用在大規(guī)模生產上。另外，由于這種工藝必須首先在整個絕緣基片上濺射上金后再制造線條，因而金的浪費是極大的。用這種工藝還存在著線條側向鉆蝕的缺點，其側向鉆蝕的寬度至少等于其厚度，所以線條的側壁面產生凹陷。
進一步說，大家已經知道，使用電化選擇生產技術可以獲得好的生長速度，金也只是加在傳導電路上。但是，以現(xiàn)在這樣的技術不可能獲得所要求的線條分辨率和精度。實際上，需要生長金的凹座是在厚的光致抗蝕劑的基底上制得的。為了要使凹座的壁面符合機械強度的要求，須進行熱處理過程。然而熱處理使壁面遭損變園，因此生長金后所得到的線條變成了很不規(guī)則的蘑菇形。
本發(fā)明的一個目的是要克服上述的弊端，提出了一種用光刻厚的光致抗蝕劑，并繼而電化選擇生長金屬的技術制得具有高分辨率，幾乎垂直的側壁面和最大寬度公差大約1微米的薄漠線條的工藝。
為了達到上述的目的，本發(fā)明涉及利用光刻厚的光致抗蝕劑，并繼而電化選擇生長金屬以制道薄漠線條的工藝。其特點為，這種厚的光致抗蝕劑的制造是先在絕緣基片上涂復一層聚酰亞胺，進行第一次固化，再第二次涂復一層聚酰亞胺，并進行第二次固化。
本發(fā)明的進一步的目的和優(yōu)點，從下面最佳實施方案詳細描述和附圖中可以清楚地看出。但這只是舉例說明，本發(fā)明的內容不僅限于此。這里圖1到圖11表示了按本發(fā)明用光刻厚的光致抗蝕劑的方法制造薄膜線條一個周期的各步驟。
參照附圖，制造線條的工藝按下面的步驟(工序)進行
圖1在基片1，即氧化鋁、玻璃、蘭寶石、氧化鈹基片上用真空陰極濺射法敷金屬，所敷金屬實際含有一個氮化鉭電阻層，一個鈦粘結層和一個鈀防擴散層，它們構成一個三重層(2)，總厚度為4000-5000埃。
圖2離心涂復第一個厚度2-5微米的聚酰亞胺層3a，在反射爐中進行第一次固化，溫度范圍為120～150℃，時間約2小時，接著溫度在170～220℃范圍為內，時間2小時。然后，離心涂復第二個厚度為2～5微米的聚酰亞胺層3b，第二次固化仍是在反射爐中進行，溫度范圍150～170℃，約2小時，溫度范圍為170～220℃時也是2小時。聚酰亞胺3a和3b二層完全貼合，形成一均勻的聚酰亞胺層3，總厚度為4～10微米。
圖3在聚酰亞胺層3上用真空陰極濺射法沉積氧化鈦層4，厚度為1000埃。
圖4在氧化鈦層4上離心涂復光敏漆層5，厚度為0.8微米。
圖5該光敏漆層5，通過一金屬掩膜，進分紫外爆光，顯影后形成10微米寬的凹座6。這些凸座的寬度決定于所要求的線條寬度。按本發(fā)明的加工目標，可形成寬度為2微米的線條。
圖6用氫氟酸蝕刻氧化鈦金屬層4，在氧化鈦金屬層4處也形成凹座6。
圖7將中間制品沉浸在由生產光敏漆廠家推薦的溶液中，除去光敏漆層5。
圖8在具有高壓力(4-8毫巴)和射頻13.56兆赫的低密度激發(fā)能(2-7瓦/厘米2)的氧氣等離子體中對聚酰亞胺進行干蝕刻5-10分鐘，借此在聚酰亞胺層3中也同樣得到了具有幾乎垂直的側壁面7的凹座6。
圖9在聚酰亞胺層3中所形成的凹座6內，選擇性地電化沉積金屬。例如，金、銀、銅。結果在凹座6內得到了導線8，其厚度為3-7微米，側壁面9幾乎是垂直的。
圖10用氫氟酸溶液除去氧化鈦金屬層4。
圖11在具有高壓力(4-8毫巴)和射頻13.56兆赫的低密度激發(fā)能(2-7瓦/厘米2)，的氧氣等離子體中進行干性蝕刻5-10分鐘，完全去除聚酰亞胺。在不撤除真空下，吸去氧氣等離子體，引入氬氣，在低壓力(2-4×104毫巴)和高密度的激發(fā)能(9-15瓦/厘米2)下，繼續(xù)干蝕刻5-10分鐘，其時三重金屬層也完全除去。
整個工藝可以制得線段8，其寬變?yōu)?-10微米，厚度3-7微米，其壁面9幾乎是垂直的，寬度公差為±0.5微米。能得到這這樣的結果是由于采用了聚酰亞胺這樣的材料來產生凹座6，并對聚酰亞胺進行固化，以及選擇了合適的干蝕刻的參數(shù)。實際上，使用了聚酰亞胺，特別是特殊的初始固化周期，保證了聚酰亞胺層3的優(yōu)良的機械強度，而蝕刻的方法和合適的參數(shù)的選擇。使制得的凹座6能保證其壁7有優(yōu)良的分辨率。
本發(fā)明的制造薄膜線條的工藝，其優(yōu)點是顯而易見的。特別是從下面的事實中可以看出，該工藝制造的線條，寬度在2-10微米，厚度3-7微米，其公差僅為0.5微米。跟先有技術相比，得到了明顯的改善，線條寬度減小20倍，而寬度的公差減小了10倍。這些線條具有非常好的理論設計價值，可望制造出相互靠得很近的線段。就金屬的用量來說，本發(fā)明只消耗按精確計算所必須的用量，尤其對金來說，本發(fā)明在經濟上的節(jié)約是非?？捎^的。此外，因工作時間縮短，從而進一步降低了生產成本。
本領域的技術人員知道，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，本工藝可有很多改良形式。
權利要求
1、利用光刻厚的光致抗蝕劑，并繼而電化選擇生長金屬的技術制造薄膜線條的工藝。其特征在于厚光致抗蝕劑的制備是在一絕緣基片(1)上涂復第一層聚酰亞胺(3a)，接著進行第一次固化，再繼以涂復第二層聚酰亞胺(3b)，并接著進行第二次固化。
2、按權利要求
1所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于該第一層聚酰亞胺(3a)和第二層聚酰亞胺(3b)形成一均均單一的聚酰亞胺層(3)。
3、按權利要求
1所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所述的第一層(3a)和第二層(3b)聚酰亞胺的厚度各為2-5微米，所述的第一次和第二次固化各分為兩個階段，第一階段為2小時，其中第一層(3a)和第二層(3b)聚酰亞胺的固化溫度分別為120℃-150℃，第二階段為2小時，其中第一層(3a)和第二層(3b)聚酰亞胺的固化溫度分別為170-220℃。
4、按權利要求
2所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于該聚酰亞胺層(3)的厚度在4至10微米之間。
5、按權利要求
2所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于在該聚酰亞胺層(3)上敷蓋一金屬層(4)，在金屬層(4)上涂復一層光敏漆(5)，該光敏漆層(5)通過使用金屬掩膜被紫外光曝光，顯影后，出現(xiàn)一些凹座(6)，金屬層(4)中也得到一些凹座(6)。
6、按權利要求
5制造薄膜線條的工藝，其特征在于該凹座(6)的寬度在2至10微米之間。
7、按權利要求
5所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于在特定的時間內用氧氣等離子體對聚酰亞胺層(3)進行第一次蝕刻。
8、按權利要求
7所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的氧氣等離子體蝕刻要求在高壓和低密度激發(fā)能下進行。
9、按權利要求
8所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的氧氣等離子體的壓力在4到8毫巴之間，激發(fā)能的密度在2和7瓦/厘米2之間。
10、按權利要求
7所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于其中所述的第一次蝕刻時間在5-10分鐘之間。
11、按權利要求
7所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的對聚酰亞胺層(3)進行干蝕刻所得的那些凹座(6)，其壁面(7)幾乎是垂直的，并能得到一個在±0.5和±1.0微米之間的公差。
12、按權利要求
11所述制造薄膜線條的工藝，其特征在于在該凹座(6)中，電化選擇沉積金屬線條(8)，其壁面(9)幾乎是垂直的，所達到的公差僅在
0.5和
1.0微米之間。
13、按權利要求
12所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的線條(8)寬度在2和10微米之間，厚度在3到7微米之間。
14、按權利要求
12所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的金屬是金。
15、按權利要求
12所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的金屬是銀。
16、按權利要求
12所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的金屬是銅。
17、按權利要求
5或12所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的金屬層(4)被除去，并且，聚酰亞胺層(3)在特定的時間內用氧氣等離子體進行第二次蝕刻。
18、按權利要求
17所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的氧氣等離子體蝕刻在高壓和低密度激發(fā)能下進行。
19、按權利要求
18所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的氧氣等離子體的壓力在4和8毫巴之間，激發(fā)能密度在2和7瓦/厘米2之間。
20、按權利要求
17所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的第二次蝕刻時間為5至10分鐘。
21、按權利要求
17所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于在所說的第二次蝕刻以后，繼續(xù)在一段特定的時間內進行第三次蝕刻，但是要用氬氣代替所說的氧氣等離子體。
22、按權利要求
21所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于氬氣替換氧氣等離子體是在不撤除真空的條件下進行的。
23、按權利要求
21所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于所說的氬氣進行的第三次蝕刻，在低壓力和高密度的激發(fā)能下進行。
24、按權利要求
23所述的制造薄膜線條的工藝，其特征在于氬氣的壓力在2×10-4至4×10-4毫巴之間，氬氣的激發(fā)能密度在9至15瓦/厘米2之間。
25、按權利要求
21所述的制造薄膜線條的工藝，其特征為所說的第三蝕刻時間為5至10分鐘。
26、高厚度薄膜金屬線條，其特征在于其側壁面(9)幾乎的垂直的。
27、按權利要求
26所述的高厚度薄膜金屬線條，其特征在于該側壁面(9)的寬度公差在
0.5和
1微米之間。
28、按權利要求
26所述的高厚薄膜金屬線條，其特征在于該線條的寬度在2和10微米之間，厚度在3和7微米之間。
29、按權利要求
26所述的高厚度薄膜金屬線條，其特征在于使用的金屬是金。
30、按權利要求
26所述的高厚度薄膜金屬線條，其特征在于使用的金屬是銀。
31、按權利要求
26所述的高厚度薄膜金屬線條，其特征在于使用的金屬是銅。
專利摘要
本發(fā)明敘述了一種利用光刻厚的光致抗蝕劑，并繼而電化選擇生長金的技術制造薄膜線條的工藝。本發(fā)明的工藝可以制得具有高分辨率的非常細(2-10微米)的線條(8)，即側壁面(9)幾乎是垂直的，寬度的公差僅約一微米。這種結果是采取了下列措施取得的，即采用聚酰亞胺作厚的光致抗蝕劑(3)，讓其經歷特殊的固化期，采用特殊的干蝕刻工藝在聚酰亞胺層上制得凹座(6)，其后，在凹座(6)內制備線條(8)。
文檔編號H05K1/03GK86102448SQ86102448
公開日1986年10月29日 申請日期1986年4月19日
發(fā)明者吉亞姆比羅·弗拉里斯, 安東尼奧·特薩爾維 申請人:格特電信公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan