[发明专利]一种形成多层结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蚀刻和/或电镀方法，该方法用于简化在多层上来进行 包括微米结构和纳米结构的设置。该方法特别适用于制造PWB(印刷线板)、 PCB(印刷电路板)、MEMS(微电子机械系统)、IC(集成电路)相互连接、 IC上相互连接、传感器、平板显示器、磁性和光学存储器等。用这种方法可 以生产导电聚合物中的结构、半导体中的结构、金属中的结构和其它结构等 不同类型的结构。通过形成多孔硅，甚至可以在硅中生成3D结构。

背景技术

WO 02/103085涉及一种电化学图案复制方法(ECPR)，以及用于制造 与微米结构和纳米结构相关的器具的导电主电极的构造。由导电电极或主电 极所定义的蚀刻图案或电镀图案被复制到导电材料即基底上。所述主电极与 基底紧密接触，通过接触蚀刻/电镀的方法将该蚀刻图案/电镀图案转移到所 述基底上。所述接触蚀刻/电镀方法在局部电化学室(local electrochemical cell)中进行，所述电化学室形成于位于主电极和基体之间的封闭或开口的 空腔中。

US 2005/0202180中公开了一种用于形成单层和多层的中尺度和微尺度 结构的电化学方法。在该方法中，使用金刚石加工(例如，飞切加工或车削) 对层进行平面化。此外，还描述了能够用于电化学法的牺牲材料和结构材料， 所述牺牲材料和结构材料能够以最小的磨损进行金刚石加工(例如，Ni-P和 Cu、Au和Cu、Cu和Sn、Au和Cu、Au和Sn以及Au和Sn-Pb，其中，第 一种材料为结构材料，第二种材料为牺牲材料)。还描述了在通过金刚石加 工对使用难以加工的材料通过电化学法制成的结构进行平面化时，能够减轻 刀具磨损的方法，例如，通过选择性地对难于加工的材料进行沉积并得到较 大的电镀厚度；和/或对沉积物进行预加工直至沉积物的厚度比预期表层的厚 度稍高(例如，通过研磨或粗加工操作)，然后通过金刚石飞切加工完成该 工序；和/或在具有难于加工的材料的薄壁区域，形成结构或结构的一部分， 所述薄壁区域与所述结构材料的宽固体区域相对。

在名为“电极和形成该电极的方法”的瑞典专利申请No.0502539-2中 描述了可以用于本发明的主电极。该专利的说明书的内容在此一并引入作为 参考。

现有技术中形成多层结构的方法存在的问题是：在平面化步骤中，需要 同时除去至少两种材料。当这两种材料具有不同性质时，这个问题更严重， 例如，如果一种材料为硬质材料，如金属，另一种材料为软质材料，如塑料、 玻璃或多孔材料如电介质。

如果通过机械抛光作用或化学机械抛光作用进行平面化，会出现许多问 题。这种抛光作用是通过能够与被平面化的材料具有相对运动的平板而进行 的，如通过旋转、平移或滚动。

在平面化的最初阶段，仅除去顶部或隆起的材料。在这个阶段中，可能 存在低层结构被破坏的危险，特别是在摩擦速度较快的时候。可以通过化学 方法使材料部分溶解，来降低上述危险。

在平面化的中间阶段，不会出现特殊的问题，但只有在遇到软质材料或 硬质材料时，摩擦才会相对直线地进行。

在平面化的最后阶段，软质材料和硬质材料都可以被除去。这可能会导 致去除软质材料的速度大于去除硬质材料的速度，即众所周知的腐蚀或凹 陷，这将导致位于硬质材料之间的软质材料的下陷。可能导致最终产物不适 于进行接下来的工序。

机械平面化的另一个问题是：存在平板与形成的结构层不完全平行的危 险。较小的偏差角度都可能导致无法使结构的一部分像预期的那样被暴露 出。

现有技术中形成多层结构方法的另一个问题在于：难以控制结构层的厚 度。

现有技术中形成多层结构方法的另一个问题在于：现有技术的方法所需 的工序过多，导致工序复杂且成本较高。

现有技术中形成多层结构方法的另一个问题在于：无法通过平整的方式 对结构中的孔(via)或孔洞(hole)进行填充。

另一个问题是：如果开始时结构相对不平整，则很难得到平整的最终产 品。

其它的问题可以从下面的描述中获悉。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种形成多层结构的方法，该方法能够降低或 者甚至能够消除出现腐蚀或凹陷的危险。

本发明的另一个目的是提供一种形成多层结构的方法，其中，该方法可 以减少步骤。